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Jobs 与原生容器

7 分钟阅读 4 个章节 1 张图

C# Job System 让用户以值类型结构体描述任务，由原生作业系统在工作线程上执行；NativeArray<T> 等原生容器提供可在任务之间共享的非托管内存，并通过安全句柄检测数据竞争和泄漏。本页说明 IJob 从调度到执行的托管侧路径，以及 NativeArray<T> 的分配、访问检查和释放规则。

父页面：运行时架构 · 相关：绑定层

相关源码文件#

  • Modules/ManagedKernel/Managed/Jobs/IJob.cs
  • Modules/ManagedKernel/Managed/Jobs/Jobs.bindings.cs
  • Modules/ManagedKernel/Managed/NativeArray/NativeArray.cs
  • Modules/ManagedKernel/Managed/Jobs/AtomicSafetyHandle.bindings.cs

Modules/ManagedKernel 共 93 个文件，命名空间以 Unity.Collections 和 Unity.Collections.LowLevel.Unsafe 为主，其中 Managed/Collections 有 68 个文件，Managed/Jobs 有 7 个文件。本页只覆盖 IJob 和 NativeArray 这两条代表性路径。

1. IJob 的调度路径#

证据：

  • IJob 通过 [JobProducerType(typeof(IJobExtensions.JobStruct<>))] 关联生产者类型 IJob.cs:47-55。
  • JobStruct<T> 把反射数据保存在 SharedStatic<IntPtr> 中，并在首次初始化时用托管 Execute 委托创建；Execute 只调用 data.Execute() IJob.cs:65-82。
  • Schedule/Run 用作业数据的地址、反射数据、依赖和 ScheduleMode 构造参数，然后调用 JobsUtility.Schedule；Run 使用 ScheduleMode.Run，并传入空依赖 IJob.cs:99-156。
  • JobsUtility.Schedule 绑定到原生 ScheduleManagedJob，标为线程安全且可能抛出异常 Jobs.bindings.cs:75-117。

图中“工作线程上调用 Execute”的时序由原生决定，属于推断。

要点#

  • 为什么用 SharedStatic：从名称和用法看，它使 Burst 编译代码也能读到反射数据。EarlyJobInit 的文档说明，提前初始化可以避免调度时的懒加载开销，并让 Burst 代码可以调度作业，因为反射部分已经完成 IJob.cs:84-97。
  • 泛型作业必须显式注册：反射数据为空时，校验会抛异常，提示加上 [assembly: RegisterGenericJobType(...)] IJob.cs:14-35。这些校验带 [Conditional("ENABLE_UNITY_COLLECTIONS_CHECKS")]，所以只在启用集合检查时编译。
  • ScheduleMode：Run=0、Parallel=1（Batched 是它的已废弃别名）、Single=2 Jobs.bindings.cs:51-62。并行作业使用 ScheduleParallelFor，或使用延迟到运行时才确定数组长度的版本 Jobs.bindings.cs:121-127。

2. NativeArray<T>#

2.1 结构#

NativeArray<T> 是带 [NativeContainer] 等标记的 unsafe struct，字段包括 m_Buffer、m_Length、用于并行写范围限制的 m_MinIndex/m_MaxIndex、AtomicSafetyHandle m_Safety 和 m_AllocatorLabel NativeArray.cs:37-80。T 必须是非托管类型，分配时会检查 NativeArray.cs:168-186。

2.2 生命周期#

阶段行为证据
分配拒绝自定义分配器（>= FirstUserIndex）和负长度；通过 MallocTracked 分配；创建安全句柄并初始化静态安全 IDNativeArray.cs:160-186
读写索引器先检查索引是否在 [m_MinIndex, m_MaxIndex] 内，再检查安全句柄的读或写权限；这些检查只在 ENABLE_UNITY_COLLECTIONS_CHECKS 下编译NativeArray.cs:218-256
释放检查句柄仍然存在；未创建时直接返回；无效分配器或自定义分配器抛出异常；否则释放句柄和内存，并把分配器标为 InvalidNativeArray.cs:268-299

边界行为：IsCreated 只判断 m_Buffer != null NativeArray.cs:258-263。因为 NativeArray 是结构体，复制后再对其中一个副本调用 Dispose，另一个副本的 IsCreated 仍然为 true；只有安全检查开启时，这个副本的后续访问才会被 AtomicSafetyHandle 拦截。这是根据值类型语义和上述代码得出的推论。

3. 局限#

  • 作业系统调度、依赖图、工作窃取都在原生侧。
  • Unity.Collections 的其余 60 多个容器与工具类型、Burst 模块（Modules/Burst，52 个文件）以及 IJobParallelForTransform（Runtime/Jobs/Managed/IJobParallelForTransform.cs）没有逐一分析。