Entity Component System 패턴 (ECS)

#패턴

Entity Component System, 이하 ECS 패턴은 게임 프로그래밍에서 주로 사용되는 아키텍쳐/디자인 패턴이다.
현대 게임엔진에서 대부분 기본 구조로 사용한다. 게임 분야가 아니라면 거의 사용되지 않는다.

객체지향과는 약간 거리가 있고, 유지보수성보다는 성능에 더 초점을 맞춘 이디엄이다.
상속보다는 구성만을 사용한다.

https://docs.unity3d.com/Packages/com.unity.entities@0.1/manual/ecs_core.html
Entity Component System은 이름 그대로, Entity, Component, System의 3가지 관점으로 레이어를 분리해서 관리하는 아키텍쳐 패턴이다.

Entity는 각각의 개체들을 구분할 수 있는 데이터를 말한다. 일반적으로 고유한 단일 정수값만을 사용한다.
Component는 게임을 표현하기 위한 실제 데이터들이다. 예를 들면 몬스터의 체력, 공격력 같은 데이터들이 컴포넌트 단위로 관리되는 것이다. Component는 배열 형태로 저장되며, Entity ID를 통해 인덱싱될 수 있다.
System은 모든 엔티티에 대해서 전반적인 동작을 정의한다.

장점: 캐시라인 최적화

ECS 패턴에서는 게임을 표현할 수 있는 거대한 데이터셋을 컴포넌트 배열에 저장한다.
이를 통해 메모리 연속성을 보장할 수 있고, 캐시라인 최적화도 강력하게 유도할 수 있다는 성능적인 장점이 있다.

데이터 지향 설계와도 연관이 깊다.
https://blog.naver.com/sssang97/223132809354?trackingCode=blog_bloghome_searchlist
데이터를 배열로 관리한다는게 별거아닌것처럼 느껴질 수도 있지만, 실제로 성능이 수십수백개까지 차이가 날 수도 있다. 캐시는 그만큼 강력하다.

Entity를 구별하는 단위를 단순한 정수로 적용함으로 얻는 장점도 있다.
Entity ID는 분명히 실재하는 값이기 때문에 포인터를 쓸때 발생하는 부작용이 거의 없다.

게다가 엔티티ID 자체를 의미있게 쓸 수 있기 때문에, 네트워크나 DB로 전송해서 쓸 수도 있다.