UnityRx - Reactive Extensions for Unity

UnityRx - Reactive Extensions for Unity 2014/04/19 Yoshifumi Kawai - @neuecc

Self Introduction @仕事株式会社グラニ取締役CTO C# 5.0 + .NET Framework 4.5 + ASP.NET MVC 5 最先端C#によるハイパフォーマンスWebアプリケーション @個人活動 Microsoft MVP for Visual C# Web http://neue.cc/ Twitter @neuecc linq.js - http://linqjs.codeplex.com/ とか作ってます

Unity Game Engine but Not Only for Game Use

Unityとは押しも押されぬゲームエンジン http://japan.unity3d.com/ 最近は公式に3Dだけじゃなく2Dもサポートされたクロスプラットフォーム(PC/iOS/Android/Windows Phone/ Windows Store/etc...) 国内でも事例多数（iOS版ドラクエ8などなど） C#で書ける！ ※但しバージョン的には3.0相当

ゲーム以外の用途にも映像の出力先としてのUnity VR(Oculus Rift)やNUI(Kinect, Leap Motion)などデバイスがあっても、何に表示するの？何を表現するの？そこの最有力候補としてのUnity 強力な開発環境、3D表現、AssetStore、そしてシェア多くのデバイスがUnity用のSDKを用意しているメディアアート ProcessingやopenFrameworksなどのフィールドへ (期待)

Async in Unity Coroutine is not good practice for asynchronous operation

Unityの非同期通信処理はyield returnで待機できるコールバック地獄にならない！すばら！すばら！と思ったことは一度もありません:) IEnumerator OnMouseDown() { var www = new WWW("http://bing.com/"); yield return www; // これで待機 Debug.Log(www.text); }

yieldの問題点戻り値が返せない例外処理ができない IEnumerator GetGoogle() { var www = new WWW("http://google.com/"); yield return www; // 戻り値を返せない！！！ www.text is どこ } void OnMouseDown() { // このコードはコンパイルエラー // yieldはtry-catchで囲めないので例外処理できない！ try { yield return StartCoroutine(GetGoogle()); } catch { } } これにより処理が分離できないという問題が発生する。一つのIEnumeratorにダラダラと書き連ねるしかなくなってしまう

あるいはコールバック IEnumerator GetGoogle(Action<string> onCompleted, Action<Exception> onError) { var www = new WWW("http://google.com/"); yield return www; if (!www.error) onError(new Exception(www.error)); else onCompleted(www.text); } IEnumerator OnMouseDown() { string result; Exception error; yield return StartCoroutine(GetGoogle(x => result = x, x => error = x)); string result2; Exception error2; yield return StartCoroutine(GetGoogle(x => result2 = x, x => error2 = x)); } 結局コールバック地獄かよ！（yieldで完了待機できるので多少マシだけどとはいえ酷い）

C# 5.0(async/await)なら？ async Task<string> RunAsync() { try { var v = await new HttpClient().GetStringAsync("http://google.co.jp/"); var v2 = await new HttpClient().GetStringAsync("http://google.co.jp/"); return v + v2; } catch (Exception ex) { Debug.WriteLine(ex); throw; } } yield(await)が戻り値を返して受け取れる例外がtry-catchできる非同期メソッドが戻り値を返せる

Unity 5.0 2014年秋ぐらいに多分リリース！ Monoのバージョンは新しくなりません！つまりC#も古い(3.0)のままです！ asyncは来ない！知ってた！この先も期待できない！ Unity Feedback – Upgrade to Mono 3.0 http://feedback.unity3d.com/suggestions/upgrade-to-mono-30 Mono 3.0でC# 5.0フィーチャー入る。Voteしよう。 Vote数的に、どーもUnityコミュニティ的にも中の人達的にも、言語あんま重要視してない気配がする……

Reactive Programming

Reactive Programming #とは近年注目のアーキテクチャスタイル昔からあったといえばあったけど、原理原則やライブラリが充実してきたので、最近一気に華開いた感ある The Rective Manifesto http://www.reactivemanifesto.org/ Reactive Streams http://www.reactive-streams.org/ Principles of Reactive Programming https://www.coursera.org/course/reactive Martin Odersky(Creator of Scala) Eric Meijer(Creator of Reactive Extensions) Roland Kuhn(Akka Tech Lead)

Gartner’s Hype Cycle 2013 Application Architecture/Application Development On the Rise - Reactive Programming

Reactive Extensions .NETでのReactive Programmingライブラリ https://rx.codeplex.com Microsoftのプロジェクトだったけど現在はOSS化している LINQスタイルでイベントや非同期が処理できる他言語への移植 RxJava(RxNetよりむしろ注目されてるぐらい) https://github.com/Netflix/RxJava 2070 Stars RxJS(Microsoft自身によるもの) https://github.com/Reactive-Extensions/RxJS 1021 Stars

UnityRx - Reactive Extensions for Unity というのを作りました、本日公開！ほとんど(8割ぐらい)は自前で書いた公式のRxはヘヴィすぎてUnityの古いC#で動かしきれない iOSはAOTの問題もあって回避頑張れる気がしないので自前で書くことに。 Available Now(?) GitHub - https://github.com/neuecc/UnityRx/ AssetStore – 準備中(数日中に出すので待ってて！) 無料！

Curing Your Asynchronous Programming Blues Rx saves your life & codes

RxによるUnityの非同期通信 // xが完了したらそれでy、完了したらzのダウンロードの連鎖のフローをLINQクエリ式で var query = from x in ObservableWWW.Get("http://google.co.jp/") from y in ObservableWWW.Get(x) from z in ObservableWWW.Get(y) select new { x, y, z }; // Subscribe = "最後に全部まとまったあとの"コールバック(ネストしないから処理が楽) query.Subscribe(x => Debug.Log(x), ex => Debug.LogException(ex)); // もしくはCoroutineに変換して待機も可能(ToCoroutine is yieldable!) yield return StartCoroutine(query.Do(x => Debug.Log(x)).ToCoroutine());

etc, etc.... // AとBを同時並列に走らせて一個にまとめる var query = Observable.Zip( ObservableWWW.Get("http://google.co.jp/"), ObservableWWW.Get("http://bing.com/"), (google, bing) => new { google, bing }); // エラーが起きたらリトライ処理を入れる var cancel = ObservableWWW.Get("http://hogehgoe") .OnErrorRetry((Exception ex) => Debug.LogException(ex), retryCount: 3, delay: TimeSpan.FromSeconds(1)) .Subscribe(Debug.Log); // キャンセルしたい場合は戻り値のDisposeを呼ぶだけ cancel.Dispose(); // などなど、100近くの演算子をメソッドチェーン形式で繋げることができる // あらゆる実行フローを完全にコントロールできるところでObservableWWWは、UnityRxに同梱しているRxの形式にラップ済みのWWWクラスで通信可能なメソッドです

Orchestrate MultiThreading and LINQ to MonoBehaviour Message Events

UnityRx solves MultiThreading problems // なんか重たい処理を別スレッドで開始するStartメソッド var heavyMethod1 = Observable.Start(() => { Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(3)); return 1; }); var heavyMethod2 = Observable.Start(() => { Thread.Sleep(TimeSpan.FromSeconds(3)); return 1; }); // Zipで両方並列に走らせながら連結して heavyMethod1.Zip(heavyMethod2, (x, y) => new { x, y }) .ObserveOnMainThread() // MainThreadに戻す！ .Subscribe(x => { (GameObject.Find("myGuiText")).guiText.text = x.ToString(); }); 他スレッドと待ち合わせ MainThreadに戻して、それ以降のフローは GameObjectにアクセス可能にする ObserveOnMainThread Subscribe後の戻り値を Disposeするだけでキャンセル可能、などなど、多種のメソッドがマルチスレッド処理を支援する

AsyncA AsyncB SelectMany - 直列の結合 AsyncA Zip - 並列の結合 AsyncB Result

AsyncA AsyncB AsyncC Result AsyncA().SelectMany(a => AsyncB(a)) .Zip(AsyncC(), (b, c) => new { b, c }); SelectMany + Zip - 合成の例

var asyncQuery = from a in AsyncA() from b in AsyncB(a) from c in AsyncC(a, b) select new { a, b, c }; 多重from(SelectMany) AsyncA AsyncB AsyncC Result

Extra Gems

Unity用の各支援メソッド // ObservableMonoBehaviour public class Hoge : ObservableMonoBehaviour { public override void Awake() { // 全てのMessageEventがRxで扱う形式で取得できる var query = this.OnMouseDownAsObservable() .SelectMany(_ => this.OnMouseDragAsObservable()) .TakeUntil(this.OnMouseUpAsObservable()); } } // Observable.EveryFrame // 毎フレーム毎に値を発行する Observable.EveryFrame() .Subscribe(_ => Debug.Log(DateTime.Now.ToString()));

Unity用の各支援メソッド// 入れ物を用意して public class LogCallback { public string Condition; public string StackTrace; public UnityEngine.LogType LogType; } public static class LogHelper { public static IObservable<LogCallback> LogCallbackAsObservable() { var subject = new Subject<LogCallback>(); // callback内でSubjectに発行してあげるように作ることでRxにコンバート可能 UnityEngine.Application.RegisterLogCallback((condition, stackTrace, type) => { subject.OnNext(new LogCallback { Condition = condition, StackTrace = stackTrace, Log }); return subject; } } Unityに多くあるデリゲートによるコールバックを IObservable<T>に変換するとかなりイケテル！

Unity用の各支援メソッド// 入れ物を用意して public class LogCallback { public string Condition; public string StackTrace; public UnityEngine.LogType LogType; } public static class LogHelper { public static IObservable<LogCallback> LogCallbackAsObservable() { var subject = new Subject<LogCallback>(); // callback内でSubjectに発行してあげるように作ることでRxにコンバート可能 UnityEngine.Application.RegisterLogCallback((condition, stackTrace, type) => { subject.OnNext(new LogCallback { Condition = condition, StackTrace = stackTrace, Log }); return subject; } } // 各処理が分離して記述可能になる、また合成処理が可能、などのメリットあり LogHelper.LogCallbackAsObservable() .Where(x => x.LogType == LogType.Warning) .Subscribe(); LogHelper.LogCallbackAsObservable() .Where(x => x.LogType == LogType.Error) .Subscribe(); Unityに多くあるデリゲートによるコールバックを IObservable<T>に変換するとかなりイケテル！

センサー is IObservable<T> IObservable<T>は時間軸上に並ぶシーケンス詳しくはググッて私の適当な記事読んでください http://www.atmarkit.co.jp/fdotnet/introrx/index/ Kinect, Leap Motionなどなどは、イベントシーケンスとみなせてRxと相性が非常にいい！というわけでUnityRxで扱ってみてください まだメソッド足りないかもなのでIssueに入れてもらうとうれすぃ

Conclusion

まとめ IEnumeratorを非同期処理に使うのはいけてないそしてC# 5.0(async/await)は来ない！そこでUnityRx なぜTaskじゃなくてRxなのか？ Taskはawaitがなければ機能的に弱くて使いやすくはないマルチスレッド処理やイベント処理など多数の機能も！ Available Now(?) GitHub - https://github.com/neuecc/UnityRx/ Assets/UnityRx下のコードが本体なのでそれを持って来れば動く AssetStore – 準備中(数日中に出すので待ってて！) 無料！

UnityRx - Reactive Extensions for Unity

by Yoshifumi Kawai, CTO at Grani on Apr 19, 2014

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