Unity C#JobSystemをとりあえずやってみる序

struct VelocityJob : IJob  
{
    [ReadOnly]  
    public NativeArray velocity;  
    public NativeArray position;  
    public float deltaTime;  
    ///  
    /// ジョブの処理内容  
    ///  
    public void Execute()  
    {
        for (var i = 0; i < position.Length; i++)  
        {
            position[i] = position[i] + velocity[i] * deltaTime;  
        }
    }
}

このように構造体にIJobインターフェースを実装してジョブ(このサンプルではVelocityJob)を定義します。
IJobインターフェースに定義されているのはExecute関数です。Execute内にジョブの処理を書きます。またジョブ実行時に自動で呼ばれます。

バッファにNativeArray型を使用

public NativeArray velocity;

ジョブ用のバッファはGCを発生させないようにアンマネージドなNativeArray型を使用します。
アンマネージドメモリ領域を確保している変数なので最終的に使用し終えたらDisposeする必要があります。

使い終わったらDispose

velocity.Dispose();

【Unite Tokyo 2018 Training Day】C#JobSystem & ECSでCPUを極限まで使い倒そう ~C# Jo…

Disposeし忘れた場合、Unity Editor上ではエラーを吐いてくれますが、実機では無視されてしまいメモリリーク状態になってしまうので注意が必要そうです。

プロファイラで確認してみると、WorkerThread(Unityが予め用意しているスレッド)に処理が分散されていることがわかります。

ここまでのソースコードはコチラ
ApplyVelocitySample.cs · GitHub

ここまでのまとめ

ジョブ定義にはIJobインターフェースを実装する(他にもインターフェースはあります)
NativeArrayでバッファを定義する(NativeArray以外の型もある)
Blittable型のみジョブ内では使用可能
NativeArrayは使用後はDispose
NativeArrayメモリリークエラー出力はUnityエディタ上のみ

ここからは実際にJobSystem使ってみてパフォーマンス的にどうなん？といったところを確認していきます。

早くなっているのか？

先のプロファイラを見てると、

Update関数処理時間 : 2.55ms
WorkerThreadにおけるジョブの処理時間 : 1.52ms

約60%のリソースがMainThreadからWorkerThreadに移っていることがわかります。
果たしてこれが、どのくらい全体のパフォーマンスアップに繋がっているのか確認したいところです。

ということで、ジョブ使用 / 未使用をフラグで持たせてプロファイラで確認してみます。

結果から見ると、今回のサンプルではあくまでMainThreadからWorkerThreadに処理を分散させる時があり(毎フレームではない)、MainThreadのUpdate内の処理時間自体にあまり変化はありませんでした。

ただしジョブ未使用時はMainThreadをフルで使っていますが、JobSystemを使用することでWorkerThreadに仕事を振ることができた分、端末の高熱化が多少軽減されそうではあります(未検証)。

ここまでのソースコードはコチラ
ジョブの使用/未使用を切り替えてみた · GitHub

ここまでのまとめ

今回のサンプルの場合、JobSystemにおける大きなパフォーマンスアップは無い
MainThreadからWorkerThreadに仕事を振ることで、MainThreadがフルで使われない事に意義がありそう

BurstCompilerの力

そういえばJobSystemにはBurstCompilerが使えたな〜ということを思い出したので、検証してみました。
BurstCompilerはJobSystemのExecute内を高速化する特殊なコンパイラです。
BurstCompilerを使うためには、以下のようにJob定義の構造体に[ComputeJobOptimizationAttribute]という属性を記述するだけです。

[ComputeJobOptimizationAttribute]  
struct VelocityJob : IJob  
{
    [ReadOnly]  
    public NativeArray velocity;  
    public NativeArray position;