Unity Burst e Jobs: projetar dependências em torno de dados nativos compartilhados

Separar compilação de agendamento

O Burst oferece suporte a um subconjunto restrito de C# adequado à compilação nativa; o Job System agenda o trabalho e suas dependências. Adicionar [BurstCompile] não define a ordem em que jobs distintos podem acessar dados compartilhados. Projete primeiro o fluxo de dados e só depois torne o cálculo compatível com os tipos aceitos pelo Burst. Este artigo se baseia nos contratos descritos na documentação citada do Unity 6.0 e do Burst 1.8. [1][3]

Declarar o acesso à alocação

Um NativeArray<T> dá acesso à memória nativa. Cópias do valor do container apontam para a mesma alocação subjacente; portanto, passar o container para vários jobs não dá a cada um deles um buffer de resultado independente. [2][3]

Marque um campo do job com [ReadOnly] quando ele apenas o lê. Assim, vários leitores podem compartilhar a entrada sem declarar indevidamente acesso de escrita. Um produtor que escreve em um array e um consumidor que o lê precisam de uma dependência explícita. A thread principal também deve respeitar o acesso pendente: ela não está isenta das regras de segurança do container. [2]

Montar um cálculo ilustrativo com boias

Suponha que uma cena tenha 256 boias. Prepare as posições delas como dados de entrada. Um job de amostragem de ondas escreve um array de alturas, enquanto um job independente de amostragem de vento escreve um array de vento. Ambos podem ler o array de posições; nenhum dos produtores deve sobrescrever a saída do outro.

Combine os handles deles com JobHandle.CombineDependencies e passe o handle combinado ao agendar um job de cálculo de forças que lê os dois resultados. A combinação significa que o consumidor espera pelos dois produtores. Ela não obriga os produtores a executar simultaneamente, e a ordem de agendamento, por si só, não estabeleceria a dependência necessária. Esses nomes e a quantidade de boias descrevem uma proposta de design de projeto. [3]

Escolher o ponto de entrega à thread principal

Guarde o handle do último job. Chame Complete antes de a thread principal ler o buffer de resultado e aplique então, a partir dela, as alterações resultantes na cena. Concluir esse job dependente também conclui as dependências necessárias para o seu resultado. [3]

Coloque essa entrega onde o resultado realmente é necessário. Concluir imediatamente cada produtor elimina oportunidades de sobrepor trabalho útil. Mantenha também a posse dos containers visível durante o cancelamento ou o desmonte da cena: finalize todo acesso pendente antes de liberar a alocação com Dispose. Escolha um alocador cujo tempo de vida documentado corresponda ao período em que o buffer continua em uso. [2][3]

Verificar o limite e medir a carga de trabalho

Grafos comuns de objetos gerenciados estão fora do modelo de dados suportado pelo Burst. Em vez de passar referências a objetos da cena para o kernel numérico, prepare dados de valor adequados e containers nativos. Consulte a referência de tipos para ver exceções e restrições específicas; o suporte é mais preciso do que a afirmação genérica de que toda construção de C# funciona. [1]

Revise o pipeline das boias em busca de dependências ausentes, escritas acidentais, conclusão antecipada e alocações repetidas. Meça a sobrecarga de agendamento, o cálculo e a espera da thread principal no dispositivo de destino. Um grafo de dependências válido estabelece uma ordem segura; ele não promete ganho de desempenho em cargas de trabalho pequenas.

Fontes

1. C# type support — Burst 1.8 — Unity Technologies.
2. Introduction to NativeContainer — Unity Technologies.
3. Job dependencies — Unity Technologies.