slua unreal分析（ 三）slua与GC
相关文章：本章介绍slua与luaGC，UEGC的关系，是比较重要的一点。
UE4使用GC管理UObject，lua也有GC管理l对象，因此UE和lua进行数据传递时，slua需要准确的加引用和减引用操作。这样，UE在GC时知道哪些UObject正在被lua runtime使用，相应的，lua在gc时也能知道哪些对象正在被UE4 runtime使用，从而进行正确的GC行为。但是也要记住，UE可以显式调用Destroy()销毁Actor，也可以使用MarkPendingKill()来销毁UObject，即使还有引用存在。
UObject从UE传递到lua
我们知道，UObject会被UE的GC管理，因此首先会想到把UObject传递到lua该如何处理引用？
严格的说，UObject本身并没有传到lua，前文说过，真正传到lua的是UserData结构体。
入口代码如下：
int LuaObject::push(lua_State* L, UObject* obj, bool rawpush, bool ref) {
if (!obj) return pushNil(L);
if (!rawpush) {
if (auto it = Cast<ILuaTableObjectInterface>(obj)) {
return ILuaTableObjectInterface::push(L, it);
}
}
if (auto e = Cast<UEnum>(obj)
return pushEnum(L, e);
else if (auto c = Cast<UClass>(obj))
return pushClass(L, c);
else if (auto s = Cast<UScriptStruct>(obj))
return pushStruct(L, s);
else
return pushGCObject<UObject*>(L,obj,&#34;UObject&#34;,setupInstanceMT,gcObject,ref);
}我们先看rawpush的情况，rawpush会直接调用pushGCObject函数，函数内容如下：
template<typename T>
static int pushGCObject(lua_State* L,T obj,const char* tn,lua_CFunction setupmt,lua_CFunction gc,bool ref) {
if(getFromCache(L,obj,tn)) return 1;
lua_pushcclosure(L,gc,0);
int f = lua_gettop(L);
int r = pushType<T>(L,obj,tn,setupmt,f);
lua_remove(L,f); // remove wraped gc function
if (r) {
addRef(L, obj, lua_touserdata(L, -1), ref);
cacheObj(L, obj);
}
return r;
}把UObject传递到lua，核心步骤为在lua中创建一个UserData，并把ud属性与该UObject进行关联，该操作在pushType函数中完成。 对一个UObject创建UserData后，会使用cacheObj缓存起来，这样当下一次把该UObject传递到lua时，就可以通过getFromCache直接获取对应UserData。缓存结构是lua中的一张表，key为UObject指针，value为UserData指针。
创建UserData只完成了一半工作，剩下工作就是处理UE的GC，由objRefs完成。
objRefs
在LuaState类中有objRefs属性，其类型为TMap<UObject*, GenericUserData*>，记录了UObject和在lua中创建的UserData键值对。pushGCObject中的addRef函数，就是在objRefs中添加一条记录，那objRefs又是如何影响UE的GC呢？这和LuaState有关。
LuaState继承自FGCObject，因此UE在GC时会调用到它的AddReferencedObjects方法，代码如下：
void LuaState::AddReferencedObjects(FReferenceCollector & Collector)
{
for (UObjectRefMap::TIterator it(objRefs); it; ++it)
{
UObject* item = it.Key();
GenericUserData* userData = it.Value();
if (userData && !(userData->flag & UD_REFERENCE))
{
continue;
}
Collector.AddReferencedObject(item);
}
// do more gc step in collecting thread
// lua_gc can be call async in bg thread in some isolate position
// but this position equivalent to main thread
// we just try and find some proper async position
if (enableMultiThreadGC && L) lua_gc(L, LUA_GCCOLLECT, 128);
}方法内部会遍历objRefs，并对符合条件的UserData对应的UObject添加引用，这些UObject正在被lua使用。因此，这些UObject在UE中至少有1个引用，从而不会由于没有引用而被删除。
有了添加引用，自然也有删除引用，删除引用代码在unlinkUObject函数，内部首先会把objRefs中的UObject记录移除，然后把UserData的flag设置上UD_HADFREE属性，表示该UserData已经被释放，之后再把lua缓存表中对应记录也删除。
删除引用操作会在几个时机执行：
lua中对象被gc删除
这个显而易见，当UObject对应的对象在lua中无法被引用到，下次gc时就会被删除。我们在pushGCObject时在元表上设置了__gc方法，对应的C++方法为gcObject，其主要操作就是调用unlinkUObject，删除objRefs中对应的记录。
int LuaObject::gcObject(lua_State* L) {
CheckUDGC(UObject,L,1);
removeRef(L,UD);
return 0;
}
void LuaObject::removeRef(lua_State* L,UObject* obj) {
auto sl = LuaState::get(L);
sl->unlinkUObject(obj);
}2. UObject被显式删除
UE中，我们可以对actor调用destroy方法显式删除它，也可以把UObject标记为PendingKill进行显式删除，即使当前还有对它们的引用，因此objRefs中的记录的UObject可能在任何时候被UE删除掉。为了应对这一情况，LuaState专门继承了FUObjectDeleteListener，当有UObject被销毁时，LuaState会通过NotifyUObjectDeleted函数收到通知，然后把objRefs中对应的记录删掉。因为unlinkUObject中会对UserData的flag设置UD_HADFREE属性，所以当lua再访问该对象时就知道它已经被删除了，不会再去访问它的地址。
void LuaState::NotifyUObjectDeleted(const UObjectBase * Object, int32 Index)
{
PROFILER_WATCHER(w1);
unlinkUObject((const UObject*)Object);
}
综上，GC示意图如下：
UStruct从UE传递到lua
UStruct本身不会被GC管理，但UStruct会对内部的ObjectProperty产生引用，因此把UStruct传递到lua时，也需要处理GC。
Push Struct代码如下：
int pushUStructProperty(lua_State* L,UProperty* prop,uint8* parms,bool ref) {
auto p = Cast<UStructProperty>(prop);
ensure(p);
auto uss = p->Struct;
if (LuaWrapper::pushValue(L, p, uss, parms))
return 1;
uint32 size = uss->GetStructureSize() ? uss->GetStructureSize() : 1;
uint8* buf = (uint8*)FMemory::Malloc(size);
uss->InitializeStruct(buf);
uss->CopyScriptStruct(buf, parms);
return LuaObject::push(L, new LuaStruct(buf,size,uss));
}可以看到，slua用LuaStruct把ustruct给包装起来，然后把LuaStruct传递到了lua，当然，最终传到Lua的还是UserData。
LuaStruct
struct SLUA_UNREAL_API LuaStruct : public FGCObject {
uint8* buf;
uint32 size;
UScriptStruct* uss;
LuaStruct(uint8* buf,uint32 size,UScriptStruct* uss);
~LuaStruct();
virtual void AddReferencedObjects(FReferenceCollector& Collector) override;
#if (ENGINE_MINOR_VERSION>=20) && (ENGINE_MAJOR_VERSION>=4)
virtual FString GetReferencerName() const override
{
return &#34;LuaStruct&#34;;
}
#endif
};LuaStruct最大的特定就是也继承FGCObject，并且在AddReferencedObjects函数中对Struct的各个属性添加引用。
先看一下UE是怎么处理UStruct对UObject引用的，它会先扫描UStruct内部各个成员，把成员信息编码为ReferenceToken，GC时不用在管Struct结构，可以根据Token信息直接对UObject添加引用，效率较高。
关于UE的GC，可见之前分析的文章：
slua没有使用UE生成的ReferenceToken信息，而是根据反射自己实现了UStruct引用收集逻辑，主要代码在LuaReference中。由于基于反射，需要运行时再遍历UStruct成员，包括那些不参与GC的成员，因此效率自然比UE的ReferenceToken机制低。
综合来看，UStruct传递到lua后的GC处理和UObject类似，都通过传递FGCobject实现，只是UStruct引用分析过程由slua自己实现。
变量从lua传到UE
同样的，对象从lua传到UE后，相当于UE也对它有引用，lua在gc时应该要统计到这个引用。
slua实现里，lua中变量传递到UE时，会创建一个LuaVar类型变量，通过LuaVar对lua变量产生引用。就以table传递为例子。
当一个table在stack中时，我们可以把table的index传递给LuaVar的构造函数，LuaVar就知道要与哪个变量关联。
LuaVar::LuaVar(lua_State* l,int p):LuaVar() {
set(l,p);
}set函数中，会根据lua_type设置LuaVar的type，当type为LUA_TABLE时，会执行如下处理：
case LV_FUNCTION:
case LV_TABLE:
case LV_USERDATA:
alloc(1);
lua_pushvalue(l,p);
vars.ref = new RefRef(l);
vars.luatype=type;
break;
struct RefRef: public Ref {
RefRef(lua_State* l);
virtual ~RefRef();
bool isValid() {
return ref != LUA_NOREF;
}
void push(lua_State* l) {
lua_geti(l,LUA_REGISTRYINDEX,ref);
}
int ref;
int stateIndex;
};首先，alloc(1)会新建一个lua_var类型的变量，关键看RefRef属性，会被设置为一个新建的RefRef对象。RefRef对象创建时，会通过一个全局表给lua对象加引用，这样lua就能知道UE正在使用这个对象。在LuaVar析构时同样会调用RefRef对象的析构函数，然后把引用解除。
LuaVar::RefRef::RefRef(lua_State* l)
:LuaVar::Ref()
{
ref=luaL_ref(l,LUA_REGISTRYINDEX);
stateIndex = LuaState::get(l)->stateIndex();
}
LuaVar::RefRef::~RefRef() {
if(LuaState::isValid(stateIndex)) {
auto state = LuaState::get(stateIndex);
luaL_unref(state->getLuaState(),LUA_REGISTRYINDEX,ref);
}
}
页:
[1]