|
| 1 | +## UniLoop |
| 2 | +`UniLoop` - библиотека для выполнения C# логики напрямую в игровом цикле Unity (`PlayerLoop`) без использования `MonoBehaviour`. |
| 3 | + |
| 4 | +* Update вне MonoBehaviour — работа в чистых C# классах и сервисах без объектов в сцене |
| 5 | +* Zero Allocation — при регистрации, выполнении и завершении процесса |
| 6 | +* Max Performance — прямая инъекция в PlayerLoop. |
| 7 | +* Безопасность добавления и остановки задач во время итерации цикла |
| 8 | +* Выполнение задач строго в порядке их регистрации |
| 9 | +* Поддержка CancellationToken. |
| 10 | +* IDisposable хэндлы для контроля и управления запущенным процессом |
| 11 | +* Безопасность в Editor - автоматическая очистка систем при выходе из PlayMode |
| 12 | +* Zero-Alloc State - передача параметров в колбек без замканий и упаковки. |
| 13 | + |
| 14 | +### От автора ( или Зачем это всё?) |
| 15 | +<details> |
| 16 | +<summary> Развернуть </summary> |
| 17 | +Данная библиотека не пытается заменить Update или обогнать его по скорости. Она появилась по простому списку причин: |
| 18 | +- Лишние MonoBehaviour: Надоело превращать обычные C# классы в MonoBehaviour или тянуть их внутрь только ради одного цикла. |
| 19 | +- Цикл без посредников: Синглтоны в сцене — решение стандартное, но зачем стучаться в игровой цикл через посредника, если есть прямой доступ? |
| 20 | +- Удобство управления: UniTask.Yield решает задачу, но им не всегда удобно управлять, да и по эффективности он уступает. |
| 21 | + |
| 22 | +В **Unreal Engine** можно запускать логику в цикле без привязки к объектам — и мне это кажется логичным. В `UniLoop` я постарался совместить подход **без аллокаций** от **UniTask** и удобство **Fluent API** от **DOTween**. |
| 23 | + |
| 24 | +P.S. Внутри библиотеки есть несколько интересных решений, например, специализированные коллекции и работа черех хэндлы. Буду рад, если они пригодятся вам отдельно в ваших проектах. Надеюсь, `UniLoop` немного упростит вам жизнь! :) |
| 25 | +</details> |
| 26 | + |
| 27 | + |
| 28 | + |
| 29 | +## Оглавление |
| 30 | +- [Использование](#использование) |
| 31 | +- [Устройство и API](#устройство-и-api) |
| 32 | +- [Showcase](#showcase) |
| 33 | +- [Продвинутая оптимизация](#продвинутая-оптимизация) |
| 34 | +- [Производительность](#производительность) |
| 35 | +- [Установка](#установка) |
| 36 | +- [Лицензия](#лицензия) |
| 37 | + |
| 38 | + |
| 39 | + |
| 40 | + |
| 41 | +## Использование |
| 42 | +```cs |
| 43 | + |
| 44 | +// --- 1. Бесконечный цикл (Loop) --- |
| 45 | +// Fluent API: [Timing] -> [Phase] -> [Type] -> [Schedule] |
| 46 | +LoopHandle handle = UniLoop.Update.Loop.Schedule(() => Debug.Log("Tick")); |
| 47 | +handle.Dispose(); // Остановка процесса через дескриптор (handle) |
| 48 | +
|
| 49 | +// Регистрация через универсальный метод Schedule |
| 50 | +LoopHandle handle = UniLoop.Schedule(() => Debug.Log("Tick"), PlayerLoopTiming.Update, PlayerLoopPhase.Early); |
| 51 | + |
| 52 | +// Добавление колбэка при остановке процесса |
| 53 | +LoopHandle handle = UniLoop.FixedUpdate.Loop.Schedule(() => Debug.Log("Tick")) |
| 54 | + .SetOnCanceled(() => Debug.Log("Canceled")); |
| 55 | + |
| 56 | +// Регистрация с отменой по CancellationToken |
| 57 | +UniLoop.Update.Loop.Schedule(() => Debug.Log("Tick"), _cts.Token); |
| 58 | +_cts.Cancel(); |
| 59 | + |
| 60 | + |
| 61 | +// --- 2. Цикл по условию (While) --- |
| 62 | +// Выполняется, пока предикат возвращает true |
| 63 | +WhileHandle handle = UniLoop.Update.While.Schedule(() => |
| 64 | + { |
| 65 | + _interval -= Time.deltaTime; |
| 66 | + return _interval > 0; |
| 67 | + }); |
| 68 | + |
| 69 | +// Регистрация While с поддержкой событий завершения и отмены |
| 70 | +UniLoop.Update.While.Schedule(predicateFunc, _cts.Token) |
| 71 | + .SetOnCanceled(() => Debug.Log("Canceled")) // При отмене/Dispose |
| 72 | + .SetOnCompleted(() => Debug.Log("Completed")); // Когда условие стало false |
| 73 | +
|
| 74 | +// Использование using гарантирует остановку при выходе из области видимости (scope) |
| 75 | +using (var handle = UniLoop.Update.Loop.Schedule(() => Debug.Log("Tick"))) |
| 76 | +{ |
| 77 | + await DoSomethingAsync(); |
| 78 | +} |
| 79 | +``` |
| 80 | + |
| 81 | + |
| 82 | + |
| 83 | +## Устройство и API |
| 84 | +`UniLoop` — единая точка входа для запуска логики в PlayerLoop через комбинацию **Таймингов**, **Фаз** и **Типов** процессов. |
| 85 | + |
| 86 | + |
| 87 | +### Типы Процессов: |
| 88 | +- **`Loop` - бесконечный цикл.** - Выполняется каждый кадр до ручной остановки или отмены токеном |
| 89 | +- **`While` - цикл по условию.** - Выполняется пока предикат возвращает `true`. Также можно отменить или завершить. |
| 90 | + |
| 91 | +### Точки выполнения (Timings & Phases) |
| 92 | +Выбор конкретного момента в игровом цикле Unity: |
| 93 | +- `PlayerLoopTiming` - выбор игрового цикла: Update, FixedUpdate, LateUpdate |
| 94 | +- `PlayerLoopPhase` - в начале или конце цикла: Early/Late |
| 95 | + |
| 96 | +### Способы запуска |
| 97 | + |
| 98 | +- **Fluent API**: — последовательный выбор через цепочку: |
| 99 | +```cs |
| 100 | +UniLoop.Update.Loop.Schedule(() => ...) |
| 101 | +``` |
| 102 | +- **Универсальный метод `Schedule`** - запуск через передачу параметров `PlayerLoopTiming` и `PlayerLoopPhase`. |
| 103 | + |
| 104 | +### Хэндлы и управление процессами |
| 105 | +Каждый запуск возвращает struct handle — легковесный дескриптор для контроля процесса. |
| 106 | +- Для бесконечного цикла (Loop) |
| 107 | + - `LoopHandle` - хэндл с методом `.Dispose()` для ручной остановки. |
| 108 | + - `TokenLoopHandle` - для процессов с `CancellationToken` |
| 109 | +Оба варианта поддерживают регистрацию колбэка отмены через `.SetOnCanceled()` |
| 110 | + |
| 111 | +- Для цикла по условию (While) |
| 112 | + - `WhileHandle` — хэндл с методом `.Dispose()` для ручной остановки. |
| 113 | + - `TokenWhileHandle` - для процессов с `CancellationToken` |
| 114 | +Поддержка подписки на окончание процесса по условию через `.SetOnCompleted()`. |
| 115 | + |
| 116 | + |
| 117 | + |
| 118 | +## Showcase |
| 119 | +Пример контроллера TimeScale, который включает процесс расчёта множителя только при появлении первого модификатора и полностью отключает его, как только список пустеет. |
| 120 | +<details> |
| 121 | + <summary>Примечание</summary> |
| 122 | +Код намеренно упрощен для демонстрации управления жизненным циклом через UniLoop. |
| 123 | +</details> |
| 124 | + |
| 125 | +```cs |
| 126 | +public class TimeScaleController |
| 127 | +{ |
| 128 | + private readonly List<ITimeScaleModifier> _modifiers = new(); |
| 129 | + private readonly float originalTimeScale; |
| 130 | + private LoopHandle _loopHandle; |
| 131 | + |
| 132 | + public TimeScaleController() => originalTimeScale = Time.timeScale; |
| 133 | + |
| 134 | + public void AddModifier(ITimeScaleModifier modifier) |
| 135 | + { |
| 136 | + _modifiers.Add(modifier); |
| 137 | + |
| 138 | + // Если это первый модификатор — запускаем логику в цикле |
| 139 | + if (_modifiers.Count != 0) |
| 140 | + { |
| 141 | + _loopHandle = UniLoop.Schedule(UpdateTimeScale, PlayerLoopTiming.Update, PlayerLoopPhase.Early) |
| 142 | + .SetOnCanceled(() => Time.timeScale = originalTimeScale); |
| 143 | + } |
| 144 | + } |
| 145 | + |
| 146 | + public void RemoveModifier(ITimeScaleModifier modifier) |
| 147 | + { |
| 148 | + if (_modifiers.Remove(modifier) && _modifiers.Count == 0) |
| 149 | + { |
| 150 | + // Если модификаторов не осталось — останавливаем цикл |
| 151 | + _loopHandle.Dispose(); |
| 152 | + } |
| 153 | + } |
| 154 | + |
| 155 | + private void UpdateTimeScale() |
| 156 | + { |
| 157 | + // Вычисляем среднее значение на основе динамических данных от модификаторов |
| 158 | + var averageMultiplier = _modifiers.Average(q => q.Multiplier); |
| 159 | + Time.timeScale = originalTimeScale * averageMultiplier; |
| 160 | + } |
| 161 | +} |
| 162 | +``` |
| 163 | + |
| 164 | + |
| 165 | + |
| 166 | +## Продвинутая оптимизация |
| 167 | +### Slim Loop |
| 168 | +Облегченная версия цикла. Идеально для глобальных систем, работающих на протяжении всей жизни приложения. |
| 169 | +- Самый быстрый способ итерации в PlayerLoop. |
| 170 | +- Ограничение: При вызове `Dispose()` внутри выполнения, задача удалится только в следующем кадре. |
| 171 | +- Регистрация через `UniLoop.Update.Loop.ScheduleSlim(action)` или `UniLoop.ScheduleSlim(...)`. |
| 172 | + |
| 173 | +### Zero-Alloc & Delegate Caching |
| 174 | +Использование кэшированных делегатов и State (структур) исключает создание замыканий и boxing при регистрации процессов для достижения 0B GC Alloc. |
| 175 | + |
| 176 | +``` cs |
| 177 | +public sealed class MyClass |
| 178 | +{ |
| 179 | + private readonly struct PoolContext // Контекст как readonly структура |
| 180 | + { |
| 181 | + public readonly IObjectPool<GameObject> Pool; |
| 182 | + public readonly GameObject Entity; |
| 183 | + public PoolContext(IObjectPool<GameObject> pool, GameObject entity) => (Pool, Entity) = (pool, entity); |
| 184 | + } |
| 185 | + |
| 186 | + // Кэшируем ссылки на методы один раз при инициализации |
| 187 | + private readonly Func<bool> _cachedPredicate; |
| 188 | + private readonly Action<PoolContext> _cachedOnCompleted; |
| 189 | + private IObjectPool<GameObject> _pool; |
| 190 | + |
| 191 | + public MyClass() |
| 192 | + { |
| 193 | + _cachedPredicate = Predicate; |
| 194 | + _cachedOnCompleted = OnCompleted; |
| 195 | + } |
| 196 | + |
| 197 | + public void Run() |
| 198 | + { |
| 199 | + var obj = _pool.Get(); |
| 200 | + // Передача PoolContext через State — без аллокаций |
| 201 | + UniLoop.Update.While.Schedule(_cachedPredicate) |
| 202 | + .SetOnCompleted(_cachedOnCompleted, new PoolContext(_pool, obj)); |
| 203 | + } |
| 204 | + |
| 205 | + private void OnCompleted(PoolContext ctx) => ctx.Pool.Release(ctx.Entity); |
| 206 | + private bool Predicate() => /* logic */ true; |
| 207 | +} |
| 208 | +``` |
| 209 | +### DeferredDenseArray |
| 210 | +Специализированная коллекция, лежащая в основе UniLoop. |
| 211 | +- Dense Packing: Все активные задачи хранятся в памяти без «дыр». Несмотря на использование ссылочных типов, это гарантирует строгий порядок выполнения и максимально быструю итерацию по списку. |
| 212 | +- Deferred Updates: добавление и удаление задач буферизируются и применяются только в безопасные моменты. Это гарантирует стабильность итерации без ошибок изменения коллекции. |
| 213 | + |
| 214 | + |
| 215 | + |
| 216 | +## Производительность |
| 217 | +### Бесконечный цикл (Loop) |
| 218 | +Сравнение при обработке 10,000 активных задач. За эталон (100%) принят один MonoBehaviour с циклом foreach по HashSet. |
| 219 | +| | Время (ms) | Скорость (%) | |
| 220 | +|--------------------|-----------:|-------------:| |
| 221 | +| **UniLoop (Slim)** | **2.70** | **157%** | |
| 222 | +| foreach в Update | 4.23 | 100% | |
| 223 | +| **UniLoop (Default)** | **4.36** | **97%** | |
| 224 | +| Coroutines | 10.44 | 40% | |
| 225 | +| UniTask (Yield) | 23.54 | 18% | |
| 226 | + |
| 227 | + |
| 228 | +<details> |
| 229 | + <summary>Пояснение к тесту</summary> |
| 230 | + - `Update`: Использовался MonoBehaviour, хранящий `Action` в `HashSet` (для простоты удаления). Добавление и удаление новых Action также отложенное. |
| 231 | + - `Coroutine`: Для каждого процесса запущена корутина с `yield return null`. |
| 232 | + - `UniTask`: Бесконечный цикл с использованием `UniTask.Yield`. |
| 233 | +</details> |
| 234 | + |
| 235 | +### Цикл по условию (While) |
| 236 | +Каждый кадр запускалось по 100 новых процессов (время жизни ~1 сек). |
| 237 | + |
| 238 | +- Регистрация процесса |
| 239 | + |
| 240 | +| | Создание (ms) | Скорость (%) | Alloc (KB) | |
| 241 | +|-------------------|--------------:|-------------:|-------------------:| |
| 242 | +| foreach в Update | 0.31 | 100% | 28.1 | |
| 243 | +| **UniLoop (Default)** | **0.64** | **47%** | **28.1** | |
| 244 | +| Coroutine | 0.67 | 45% | 36.7 | |
| 245 | +| **UniLoop (NoAlloc)**| **0.88** | **35%** | **0** | |
| 246 | +| UniTask (Yield) | 0.94 | 32% | 35.9 | |
| 247 | +| UniTaskWaitUntil | 1.1 | 28% | 37.5 | |
| 248 | + |
| 249 | +- Выполнение |
| 250 | + |
| 251 | +| | Выполнение (ms) | Скорость (%) | Alloc (KB) | |
| 252 | +|-------------------|-----------------:|-------------:|----------------:| |
| 253 | +| foreach в Update | 2.02 | 100% | 0 | |
| 254 | +| **UniLoop (Default)** | 2.05 | 99% | 0 | |
| 255 | +| **UniLoop (NoAlloc)** | 2.05 | 99% | 0 | |
| 256 | +| WaitUntil | 2.12 |95% | 0 | |
| 257 | +| Coroutine | 3.18 | 63% | 0 | |
| 258 | +| UniTask (Yield) | 6.49 | 31% | 0 | |
| 259 | + |
| 260 | +<details> |
| 261 | + <summary>Пояснение к тесту</summary> |
| 262 | + Каждому процессу передавался временный объект и два метода: предикат и колбэк завершения для возврат объекта в пул. |
| 263 | +`UniLoop` (NoAlloc) поддерживает передачу произвольного состояния (Generic State Support), что исключает замыкания (closures) и упаковку (boxing). |
| 264 | + В сочетании с предварительно закэшированными ссылками на методы, это обеспечивает полное отсутствие аллокаций в горячем цикле выполнения. |
| 265 | +</details> |
| 266 | + |
| 267 | +### Честный итог |
| 268 | +- Скорость: UniLoop сопоставим с нативным циклом и значительно быстрее корутин или UniTask при массовых задачах. |
| 269 | +- Регистрация: Требует больше ресурсов CPU, чем ghjcnjt добавление в Hashset. В основном за счёт использования внутренних пулов. |
| 270 | +- Что взамен: |
| 271 | + - Гарантированный порядок |
| 272 | + - Управление через IDisposable или CancellationToken |
| 273 | + - Возможность работать полностью без аллокаций |
| 274 | + |
| 275 | +## Установка |
| 276 | + |
| 277 | +Вы можете установить **UniLoop** через Unity Package Manager (UPM), используя Git URL. |
| 278 | + |
| 279 | +1. Откройте окно **Package Manager** (`Window` -> `Package Manager`). |
| 280 | +2. Нажмите на иконку **"+"** в левом верхнем углу. |
| 281 | +3. Выберите **"Add package from git URL..."**. |
| 282 | +4. Вставьте следующую строку: |
| 283 | + |
| 284 | +`https://github.com/CatCodeGames/UniLoop.git?path=Assets/PlayerLoop` |
| 285 | + |
| 286 | +## Лицензия |
| 287 | +Этот проект распространяется под лицензией **MIT**. |
0 commit comments