#04.C# Job System_01

이번에는 최근 삽질과 연구 끝에 마무리한 C# Job System과 ECS에 대해서 적어보려 합니다.

아직 한글로 된 블로그 중에는 C# JobSystem과 ECS에 대해서 제대로 정리하거나 적어둔

블로그를 못 본것 같은데, 좋은 자료가 있다면 저도 알려주세요.

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본 글은 Unity 2018.2.1f1 을 기반으로 작성되었습니다.

관련 글 링크 목록

 #04. C# Job System_01

 #04. C# Job System_02

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먼저 C# Job System을 왜 만들었고, 어떻게 만들어졌으며 어떻게 쓰는지

차례대로 설명하도록 하겠습니다.

Unity C# Job System 메뉴얼

- https://docs.unity3d.com/kr/2018.1/Manual/JobSystem.html

1. C# Job System 

(개념적인 설명은 적기 귀찮으므로 메뉴얼 문서를 그대로 가져왔습니다)

잡 시스템이란?

잡 시스템(job system)은 스레드를 대신하여 잡을 만들어 멀티스레드 코드를 관리합니다.

잡 시스템은 여러 코어에 걸쳐 워커 스레드 그룹을 관리합니다. 컨텍스트가 바뀌지 않도록 하기 위해 일반적으로 CPU 논리 코어당 하나의 워커 스레드가 있지만, 시스템이 운영체제나 기타 전용 애플리케이션에서 사용할 코어 몇 개를 예약해 둘 수 있습니다.

잡 시스템은 잡 대기열에 잡을 배치하여 실행합니다. 잡 시스템의 워커 스레드는 잡 대기열에서 항목을 가져와 실행합니다. 잡 시스템은 종속성을 관리하고 작업이 올바른 순서대로 실행되도록 합니다.

잡이란?

잡(job)은 특정한 단일 작업을수행하는 작은 작업 단위입니다. 잡은 메서드 호출의 동작과 유사한 방식으로 파라마터를 수신하고 데이터 작업을 수행합니다. 잡은 독립적일 수도 있고, 다른 잡이 먼저 완료된 후에 실행되어야 할 수도 있습니다.

잡 종속성이란?

게임 개발에 필요한 시스템처럼 복잡한 시스템에서는 각 잡이 독립적일 가능성이 낮습니다. 이 경우 잡은 일반적으로 다음 잡에 사용할 데이터를 준비하는데, 이를 위해 종속성을 인식하고 지원합니다. jobA가 jobB에 종속된 경우 잡 시스템은 jobB가 완료될 때까지 jobA가 실행되지 않도록 합니다.

C# 잡 시스템의 안전 시스템

경쟁 상태

멀티스레드 코드를 작성할 때는 항상 경쟁 상태가 발생할 위험이 있습니다. 경쟁 상태는 통제할 수 없는 다른 프로세스의 타이밍에 따라 작업의 결과가 달라지는 경우에 발생합니다.

경쟁 상태가 반드시 버그는 아니지만, 비결정론적인 동작의 원인이 됩니다. 경쟁 상태로 인해 버그가 발생한 경우, 타이밍에 따라 원인이 달라지기 때문에 특수한 경우를 제외하고는 문제를 재현할 수 없어 근본적인 원인을 식별하기가 어려울 수 있습니다. 이러한 문제를 디버깅하면 중단점과 로깅에 따라 개별 스레드의 타이밍이 바뀌므로 문제가 사라질 수 있습니다. 경쟁 상태는 멀티스레드 코드 작성 시 가장 중대한 문제를 유발할 수 있습니다.

안전 시스템

멀티스레드 코드를 더 쉽게 작성할 수 있도록 Unity C# 잡 시스템은 모든 잠재적인 경쟁 상태를 감지하고 그로 인해 발생할 수 있는 버그를 차단합니다.

예를 들어, C# 잡 시스템에서 메인 스레드에 있는 코드의 데이터에 대한 레퍼런스를 잡으로 전송하는 경우, 잡이 데이터를 쓰는 동시에 메인 스레드가 데이터를 읽는지 시스템이 확인할 수 없습니다. 이 경우 경쟁 상태가 발생합니다.

C# 잡 시스템은 각 잡에 메인 스레드의 데이터에 대한 레퍼런스를 보내지 않고 작업이 필요한 데이터를 보내 이 문제를 해결합니다. 이 복사본은 데이터를 격리시키므로 경쟁 상태가 발생하지 않습니다.

C# 잡 시스템이 데이터를 복사하는 방법으로 인해 잡은 blittable 데이터 타입에만 액세스할 수 있습니다. 이 데이터 타입을 관리되는 코드와 네이티브 코드 간에 전달하는 경우 변환할 필요가 없습니다.

C# 잡 시스템은 memcpy를 사용하여 blittable 타입을 복사하고 Unity의 관리되는 파트와 네이티브 파트 간에 데이터를 전송할 수 있습니다. 시스템은 잡을 예약할 때 memcpy를 사용하여 데이터를 네이티브 메모리에 저장하고, 잡을 실행할 때 이 복사본에 액세스할 수 있는 권한을 관리되는 파트에 할당합니다. 자세한 내용은 잡 예약을 참조하십시오.