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);

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