Async design with Unity3D

ロードオブナイツで使ってるUnity非同期処理デザイン ++C++; 岩永信之　 2012/10/12

イテレーター構文とUnityのコルーチンコルーチン

ゲームループ● ゲームでは、どこか大元でループが回ってる while (isAlive) { // 固定 FPS なら、所定の時間が来るまで Sleep gameTime = … // ゲーム時間を進める foreach (var obj in gameObjects) { obj.Update (gameTime); } } 1フレームに1回よばれる処理

重たい処理● フレームレートよりも時間がかかる処理をしちゃダメダメな例 string Load(string path) { // 30ミリ秒くらいかかるものとする var data = ファイルからバイナリロード(path); // これも30ミリ秒くらいかかるものとする return デシリアライズ(data); // 30 FPSだと、このメソッドは33ミリ秒以内に終えないと処理落ち } 2回に分けたい

そこで、イテレーター● イテレーターをコルーチンとして使うゲームループ中で、毎フレーム MoveNextを呼んでもらう IEnumerator Load(string path, Action<string> callback) { var data = ファイルからバイナリロード(path); 1フレーム目 yield return null; callback(デシリアライズ(data)); 2フレーム目 yield return null; } returnの代わりにコールバック呼び出し

before/after (1)● メソッド宣言 before string Load(string path) after IEnumerator Load(string path, Action<string> callback) ● 戻り値はIEnumerator固定 ● 本来の戻り値はcallbackごしに返す

before/after (2)● return before return result; after callback(result); ● returnステートメントの代わりにcallback呼び出し

before/after (3)● 呼び出し側 before var x = Load("path"); …(後続の処理) after StartCoroutine(Load("path", x => { …後続の処理 }); ● 戻り値を直接受け取れない ● 形式上の戻り値（IEnumerator）はコルーチン起動のために使う ● 匿名関数を使って後続の処理をつなぐ

.NET Framework 4のTaskクラスを参考に、UnityコルーチンをラッピングTASKクラス

問題● 複数のコルーチンを扱いにくい StartCoroutine(A); StartCoroutine(B); ● A, B両方が完了するのを待ちたいときはどうする？ ● Aの完了後にBを開始したいときはどうする？ ● 特に、Aの（本来の）戻り値をBで使いたいときは？ ● エラーの伝播を考えるとさらに面倒

Taskクラス● こういうクラスを用意 public class Task<T> : IEnumerator { IEnumerator Routine; public T Result { get; } public Exception Error { get; } public void OnComplete(… callback); public Task<T> ContinueWith<U>(… continuation); } ● 継続処理の登録 ● （本来の）戻り値やエラーの伝播

実例● ロードオブナイツのマップ ● 64万要素程度の配列をJSONで受け取ってた ● 通信もコルーチン ● 通信エラーが発生する可能性あり ● デコードもそこそこ高負荷なのでコルーチン化したい ● （行単位でデコード、1フレームに1行ずつとか） ● 通信の結果を使う ● デコードエラーが発生する可能性あり ● ローカルストレージにキャッシュしたい ● IOエラーが発生する可能性あり※ 最新バージョンではデータを小分けで受信するように改善され、デコード処理はコルーチンではなくなっている

Task利用例（戻り値）● （本来の）戻り値の伝播 IEnumerator A(Action<int> callback); IEnumerator B(int x, Action<string> callback); IEnumerator C(string s); A, B, C の順で実行したい A の戻り値（int）を B で、B の戻り値（string）を C で使いたい同期処理なら C(B(A()); だけで書けるもの var t = new Task<int>(A) .ContinueWith<string>(B) .ContinueWith(C); StartCoroutine(t);

同期処理と比べて● 同期処理との対比 IEnumerator A(Action<int> callback); IEnumerator B(int x, Action<string> callback); IEnumerator C(string s); int A(); string B(int x); void C(string s); var t = new Task<int>(A) var x = A(); .ContinueWith<string>(B) var s = B(x); .ContinueWith(C); C(s); StartCoroutine(t); あるいは C(B（A()));

Task利用例（例外処理）● コルーチン内で発生した例外も受け取れる var t = new Task<int>(A) .ContinueWith<string>(B) .ContinueWith(C) .OnComplete(t => ● A, B, C のどこかで例外が発 { 生した場合、そこでコルーチン if (t.Error != null) … の実行は中断。 }); ● 発生した例外はErrorプロパティにセットされる StartCoroutine(t);

以上

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Async design with Unity3D

by Kouji Hosoda on Oct 12, 2012

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