🦊 Привет! Это мой первый независимый пост, и сегодня я хочу рассказать об эксперименте с нативным кодом в Unity Job System.

🎯 Цель эксперимента:
Исследовать возможности и ограничения unsafe кода внутри Job System, выйти за рамки стандартных ограничений параллельных вычислений Unity и попробовать реализовать собственное управление памятью.

🔬 Задачи:
• Изучить поведение unsafe указателей в контексте Job System
• Создать кастомный менеджер памяти для джобов
• Проверить возможности прямого доступа к памяти из параллельных потоков
• Оценить производительность и стабильность такого подхода

⚠️ Disclaimer:
Это экспериментальный проект для исследовательских целей. Использование unsafe кода в продакшене может привести к неопределенному поведению, утечкам памяти и внезапным крашам. Не повторяйте в боевых проектах!

🛠 Инструменты:
• Unity 2021
• Burst Compiler
• Visual Studio 2022
• 64GB RAM для смелых экспериментов

Следите за обновлениями - будет интересно! 🦊✨

#ЛисыПишутКод #CSharp

📱 Лисье погружение в unsafe код в Unity! Часть 1: Указатели и Jobs 🦊

Фыр-фыр! Дорогие разработчики, спешу поделиться результатами увлекательного исследования работы с указателями в Unity Jobs System!

🔍 Что удалось раскопать:
Мы научились получать прямой доступ к структурам данных через указатели, сохраняя при этом всю красоту работы в инспекторе Unity!

📝 Ключевые моменты реализации:

Структура данных помечается атрибутами [Serializable] и [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
Используем unsafe код и fixed для безопасного получения указателей
Добавляем [NativeDisableUnsafePtrRestriction] для работы с указателями в Jobs
Сохраняем полный контроль через инспектор Unity и кнопки редактора
Возможность манипулировать данными прямо во время выполнения джобы

[SerializeField] private DataContainer dataContainer; // Важно: поле класса, не локальная переменная!
unsafe void Start()
{
    fixed (DataContainer* ptr = &dataContainer)
    {
        job = new UnsafeTestJob
        {
            dataPtr = ptr
        };
    }
}

⚠️ Важные аспекты безопасности:

Жизненный цикл данных:
Структура ДОЛЖНА быть полем MonoBehaviour и сериализована Unity
Это гарантирует, что GC не переместит данные
Локальные переменные использовать НЕЛЬЗЯ!
Завершение работы:

public void OnDestroy()
{
    if (!jobHandle.IsCompleted)
    {
        dataContainer.isActive = false; // Сначала сигнализируем о завершении
        jobHandle.Complete(); // Дожидаемся остановки джобы
    }
}

Race Conditions:
Будьте осторожны при параллельной записи в одни и те же поля
Используйте атомарные операции или синхронизацию при необходимости
Burst-компиляция может переупорядочивать операции чтения/записи
🎮 Практическое применение:

Многопоточная обработка данных без копирования
(Например использование Job для ИИ)
Прямое управление состоянием из основного потока
Возможность отладки через инспектор
Чистая интеграция с системой сериализации Unity
Радостно виляет хвостом

🔜 Что дальше?
В следующей части будем исследовать работу с IntPtr для управляемых типов данных! Попробуем обойти ограничения BurstCompiler и организовать безопасное управление managed памятью из Jobs!

💡 P.S. Помните: с большой силой приходит большая ответственность! Работа с указателями требует особой внимательности и понимания жизненного цикла данных.

🛠️ Полезные советы:

Всегда проверяйте IsCompleted перед Complete()
Используйте [SerializeField] для структур данных
Добавьте проверки на null и валидность указателей
Тщательно тестируйте при смене сцен и уничтожении объектов

#ЛисыПишутКод #CSharp #Unity #GameDev #Optimization #MultiThreading #UnsafeCode #UnityJobs #BurstCompiler #Programming

Итоговый код, который я тестировал:

[Serializable][StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct DataContainer
{
    public bool isActive;
    public int someNumber;
    public override string ToString()
    {       
              return "Is DataContainer";
    }
}

public unsafe class TestJob : VulpesMonoBehaviour
{
    [SerializeField] private DataContainer dataContainer;
    private UnsafeTestJob job;
    private JobHandle jobHandle;
    public DataContainer* dataPtr;

    void Start()
    {
        unsafe
        {
            fixed (DataContainer* ptr = &dataContainer)
            {
                dataPtr = ptr;
                job = new UnsafeTestJob
                {
                    dataPtr = ptr
                };
            }
        }

        StartCoroutine(RunJobRoutine());
    }
    [Button("Stop Job")]
    public void StopJob()
    {
        dataContainer.isActive = false;
    }

    public void OnDestroy()
    {
        jobHandle.Complete();
    }
    IEnumerator RunJobRoutine()
    {
        jobHandle = job.Schedule();

        Debug.Log("Job started!");

        yield return new WaitUntil(() => jobHandle.IsCompleted);

        jobHandle.Complete();
        Debug.Log("Job completed!");
    }

}

Работа с классами в Job System: Магия указателей и GC Handle
Взмахивает лапой

Предисловие
В предыдущем посте мы рассмотрели работу со структурами в Job System. Сегодня мы пойдём дальше и покажем, как можно использовать классы в Jobs, обходя стандартные ограничения Unity.

Суть метода
Основная идея заключается в использовании GCHandle для получения стабильного указателя на управляемый объект:

// В основном потоке
var handle = GCHandle.Alloc(testClass, GCHandleType.Pinned);
classPtr = (IntPtr)handle;

// В Job'е
GCHandle handle = GCHandle.FromIntPtr(classPtr);
TestClassForJob obj = (TestClassForJob)handle.Target;

Преимущества подхода:

Нет необходимости копировать данные между потоками
Сохраняется вся функциональность классов (наследование, полиморфизм)
Чистый и понятный код
Прямой доступ к данным без маршалинга
Ограничения и особенности


Burst компиляция:
В редакторе (Mono) работает без проблем
В билде с IL2CPP может потребоваться отключение Burst для таких jobs
Теряем производительность Burst, но выигрываем в удобстве разработки

Безопасность:
Объект "закреплён" в памяти (pinned)
GC не может его перемещать
Важно правильно освобождать GCHandle
IL2CPP специфика:
IL2CPP совместим с данным подходом
Производительность может отличаться от Mono
Требуется дополнительное тестирование в Development Build
Пример использования

public class TestJobClass : MonoBehaviour
{
    [SerializeField] private TestClassForJob testClass;
    private IntPtr classPtr;
    private JobHandle jobHandle;

    void Start()
    {
        // Закрепляем объект в памяти
        var handle = GCHandle.Alloc(testClass, GCHandleType.Pinned);
        classPtr = (IntPtr)handle;

        var job = new ManagedTestJob { classPtr = classPtr };
        jobHandle = job.Schedule();
    }

    void OnDestroy()
    {
        jobHandle.Complete();
        // Важно освободить handle!
        if (classPtr != IntPtr.Zero)
        {
            GCHandle.FromIntPtr(classPtr).Free();
        }
    }
}

Производительность
Несмотря на отсутствие Burst компиляции, этот метод всё равно даёт преимущества:

Нет overhead на копирование данных
Меньше нагрузка на сборщик мусора
Прямой доступ к данным быстрее, чем маршалинг
Заключение

Этот эксперимент, как и предыдущий со структурами, показал отличные результаты! Мы получили рабочий способ использования классов в Job System, который особенно полезен когда:

Важнее удобство разработки, чем максимальная производительность
Требуется сохранить возможности ООП
Нужно избежать копирования больших объёмов данных
Гордо виляет хвостом

⚠️ Важно помнить:

Всегда освобождайте GCHandle
Тестируйте в реальных условиях (IL2CPP build)
Следите за правильным закрытием jobs перед освобождением handle

#ЛисыПишутКод #CSharp #Unity #GameDev #Optimization #MultiThreading #UnsafeCode #UnityJobs #BurstCompiler #Programming

Код из последнего эксперимента:

public struct AdvancedMeshJob : IJob 
{ 
    [NativeDisableUnsafePtrRestriction] 
    public IntPtr meshDataPtr; 
    public float deltaTime; 
 
    public void Execute() 
    { 
        var cache = (MeshDataCache)GCHandle.FromIntPtr(meshDataPtr).Target; 
 
        for (int i = 0; i < cache.vertices.Length; i++) 
        { 
            // Считаем расстояние от центра для каждой вершины 
            float distanceFromCenter = Mathf.Sqrt( 
                cache.vertices[i].x * cache.vertices[i].x + 
                cache.vertices[i].z * cache.vertices[i].z 
            ); 
 
            // Создаём повторяющуюся волну на основе расстояния 
            float repeatingDistance = (distanceFromCenter + deltaTime) % 1.0f; 
 
            // Применяем кривую к Y-координате 
            cache.vertices[i].y = cache.curveY.Evaluate(repeatingDistance) * 4f; 
        } 
    } 
} 
public class MeshDataCache 
{ 
    public Vector3[] vertices; 
    public AnimationCurve curveY; 
} 
public class TestMeshInJobs : MonoBehaviour 
{ 
    [SerializeField] private AnimationCurve curveX; 
    [SerializeField] private AnimationCurve curveY; 
 
    private Mesh targetMesh; 
    private MeshDataCache meshCache; 
    private GCHandle meshHandle; 
    private IntPtr meshPtr; 
 
    private AdvancedMeshJob job; 
 
    private JobHandle jobHandle; 
 
    void Start() 
    { 
        targetMesh = GetComponent<MeshFilter>().mesh; 
 
        meshCache = new MeshDataCache 
        { 
            vertices = targetMesh.vertices, 
        }; 
 
        meshHandle = GCHandle.Alloc(meshCache, GCHandleType.Pinned); 
        meshPtr = (IntPtr)meshHandle; 
 
        job = new AdvancedMeshJob 
        { 
            meshDataPtr = meshPtr, 
            deltaTime = Time.time // Используем time вместо deltaTime для волны 
        }; 
 
        StartCoroutine(CorrutineTest()); 
 
    } 
    public IEnumerator CorrutineTest() 
    { 
        while(true) 
        { 
            job.deltaTime = Time.time; 
            jobHandle = job.Schedule(); 
            yield return new WaitForSeconds(0.05f); 
            jobHandle.Complete(); 
            targetMesh.SetVertices(meshCache.vertices); 
        } 
    } 
    void OnDestroy() 
    { 
        if (!jobHandle.IsCompleted) 
        { 
            jobHandle.Complete(); 
        } 
        if (meshHandle.IsAllocated) 
            meshHandle.Free(); 
    } 
}

#ЛисыПишутКод #CSharp #Unity #GameDev #Optimization
#UnsafeCode #UnityJobs #BurstCompiler #Programming
#MultiThreading

🦊 Результаты эксперимента с Job System в Unity

После серии тестов мы обнаружили интересные особенности работы с Job System:

✨ Главное открытие: можно спокойно использовать IntPtr для передачи ссылок на управляемые классы в джобы! Это позволяет работать с такими Unity-объектами как AnimationCurve прямо внутри джоба.

🔍 Производительность:

IntPtr показывает незначительное преимущество перед NativeArray
Разница настолько мала, что заметна только при профилировании
Выбор между IntPtr и NativeArray стоит делать исходя из удобства использования

💡 Преимущества подхода с IntPtr:

Возможность работать с некоторыми Unity-объектами в джобах.
Возможность работать с ссылочными типами.
Меньше boilerplate-кода.
Удобное кэширование нескольких массивов данных.
Прямой доступ к управляемым объектам.

⚠️ Важно помнить:

Всегда освобождать GCHandle
Дожидаться завершения джоба перед освобождением памяти
Использовать атрибут [NativeDisableUnsafePtrRestriction]

🎮 Практическое применение:

Отлично подходит для процедурной анимации, модификации мешей и других задач, где нужен доступ к Unity API внутри джобов.

#ЛисыПишутКод #CSharp #Unity #GameDev #Optimization
#UnsafeCode #UnityJobs #BurstCompiler #Programming

🦊 Результаты эксперимента с Job System в Unity

Последние наши исследования, которые взаимодействуют с GCHandle ломаются в IL2CPP. Лично я свои проекты билжу на Mono, для меня это не проблема. Любые указатели

Но для кого то, это может быть ОЧЕНЬ важно!

У IL2CPP в целом много ограничений, так что это было ожидаемо.

#ЛисыПишутКод #CSharp #Unity #GameDev #Optimization
#UnsafeCode #UnityJobs #BurstCompiler #Programming

Запекание для текстур плохо подходит, надо рендерить через камеру. Пока не придумал как можно сделать нормально повторяющуюся текстуру

Все, у меня получилась бесшевная текстура