Entity Component System

Overview

ECS はインメモリデータベースのように考(かんが) えることができます。

Entity: コンポーネントを付(つ) ける一意(いちい) の ID（Rust u32）
Component: ゲーム内(ない) のデータ（Rust Structs）
System: データに作用(さよう) する関数(かんすう) （Rust Functions）

Performance

キャッシュフレンドリー
並列性(へいれつせい)

Usability

ゲーム開発(かいはつ) では OOP より優(すぐ) れています

コードの複雑性(ふくざつせい) が増(ま) すにつれて、ゲームに柔軟性(じゅうなんせい) と並列性(へいれつせい) を与(あた) えます。

  flowchart TB
    SS[SpaceShip]
    C[Cat]
    Vl([Velocity])
    P([Position])
    Fl([Fuel])

    SS ----> Vl
    SS ----> P
    SS ----> Fl

    C ----> Vl
    C ----> P
    C ----> Fl

Storage

SQL Table vs. Entity Component Layout Table

ECS Layout Table

Commands

Commands は、エンティティのスポーン、デスポーン、コンポーネントの追加(ついか) などのタスクを容易(ようい) にする、安全(あんぜん) で効率的(こうりつてき) な遅延(ちえん) 方式(ほうしき) でゲームの状態(じょうたい) を変更(へんこう) する方法(ほうほう) を提供(ていきょう) します。

エンティティのスポーン/デスポーンや既存(きそん) エンティティへのコンポーネントの追加(ついか) /削除(さくじょ) アクションをキューに入(い) れます。
即座(そくざ) には反映(はんえい) されず、キュー内(ない) のコマンドは World を変更(へんこう) しても安全(あんぜん) なときに自動的(じどうてき) に適用(てきよう) されます。
World への排他的(はいたてき) アクセスが必要(ひつよう) で、並列(へいれつ) に適用(てきよう) することはできません。
データベースでの INSERT または DELETE 操作(そうさ) に似(に) ています。

Spawning Entities

commands.spawn((
    Position { x: 0.0, y: 0.0 },
    Velocity { x: 1.0, y: 1.0 }
));

Queries

Queries は既存(きそん) のコンポーネントへの即時(そくじ) アクセスを提供(ていきょう) し、ECS アーキテクチャ内(ない) でのデータの取得(しゅとく) と変更(へんこう) を可能(かのう) にします。

Bevy の ECS に保存(ほぞん) されているコンポーネントに直接(ちょくせつ) アクセスして読(よ) み書(か) きできます。
2 つのシステムが同(おな) じコンポーネントタイプをクエリし、少(すく) なくとも 1 つのアクセスが mutable でない限(かぎ) り、並列(へいれつ) に実行(じっこう) できます。
データベースでの SELECT または UPDATE 操作(そうさ) に似(に) ています。

Querying Components

Bevy は自動的(じどうてき) にパラメータを注入(ちゅうにゅう) します：

fn update_position(mut query: Query<(&Velocity, &mut Position)>) {
    // ...
}

Bevy - ECS を使用(しよう) する Rust ゲームエンジン
Godot - オープンソースゲームエンジン

Domain-Driven Design Event-Driven Architecture