Unity热更新框架之xLua

FeastSC · 发表于 2021-8-8 09:55

一：xLua概述

二：Lua文件加载

三：xLua文件配置

四：Lua与C#交互

五：xLua热更新

<hr/> 一：xLua概述

1.1 xLua简介

xLua是由腾讯维护的一个开源项目，xLua为Unity、 .Net、 Mono等C#环境增加Lua脚本编程的能力，借助xLua，这些Lua代码可以方便的和C#相互调用。自2016年初推广以来，已经应用于十多款腾讯自研游戏，因其良好性能、易用性、扩展性而广受好评。现在，腾讯已经将xLua开源到GitHub。其git地址是：https://github.com/Tencent/xLua。
xLua在功能、性能、易用性都有不少突破，这几方面分别最具代表性的是：

      更详细的特性、平台支持介绍请参看：https://github.com/Tencent/xLua/blob/master/Assets/XLua/Doc/features.md。
      除此之外，xLua另一特色功能就是代码热补丁。非常适合前期没有规划使用Lua进行逻辑开发，后期又需要在iOS这种平台获得代码热更新能力的项目。
1.2 xLua安装

1:首先下载最新版xLua ,然后解压到你想解压到的位置；
2:工程打开后，你将会看到一个Assets目录，这目录就对应Unity工程的Assets目录，保持这目录结构放到你的Unity工程即可；
3:如果希望安装到其它目录，可参看：https://github.com/Tencent/xLua/blob/master/Assets/XLua/Doc/faq.md。
4:xLua API可参见链接：
https://github.com/Tencent/xLua/blob/master/Assets/XLua/Doc/XLua_API.md
二：Lua文件加载

2.1 执行字符串

最基本是直接用LuaEnv.DoString执行一个字符串，当然，字符串得符合Lua语法
比如：luaenv.DoString(&#34;print(&#39;hello world&#39;)&#34;)
完整代码见XLua\Tutorial\LoadLuaScript\ByString目录。
但这种方式并不建议，更建议下面介绍这种方法。
2.2 加载Lua文件

用lua的require函数即可，比如：DoString(“require &#39;byfile&#39;&#34;)
require实际上是调一个个的loader去加载，有一个成功就不再往下尝试，全失败则报文件找不到。
完整代码见XLua\Tutorial\LoadLuaScript\ByFile目录。
2.3 自定义loader

   在xLua加自定义loader是很简单的，只涉及到一个接口：
public delegate byte[] CustomLoader(ref string filepath);
public void LuaEnv.AddLoader(CustomLoader loader)；
   通过AddLoader可以注册个回调，该回调参数是字符串，lua代码里头调用require时，参数将会透传给回调，回调中就可以根据这个参数去加载指定文件，如果需要支持调试，需要把filepath修改为真实路径传出。该回调返回值是一个byte数组，如果为空表示该loader找不到，否则则为lua文件的内容。
   有了这个就简单了，用IIPS的IFS？没问题。写个loader调用IIPS的接口读文件内容即可。文件已经加密？没问题，自己写loader读取文件解密后返回即可。
完整示例见XLua\Tutorial\LoadLuaScript\Loader。
三：xLua文件配置

xLua所有的配置都支持三种方式：打标签；静态列表；动态列表。
3.1 打标签

   xLua用白名单来指明生成哪些代码，而白名单通过attribute来配置，比如你想从lua
调用c#的某个类，希望生成适配代码，你可以为这个类型打一个LuaCallCSharp标签：

该方式方便，但在il2cpp下会增加不少的代码量，不建议使用。
常用标签如下所示：
1、［XLua.LuaCallCSharp］：为一个C#类型加了这个配置，xLua会生成这个类型的适配代码（否则将会尝试用性能较低的反射方式来访问），提供给Lua调用。
2、［XLua.CSharpCallLua］：如果希望Lua文件中的逻辑能够被C#调用，可为Lua重的函数等打上该标签。
3、［XLua.Hotfix］：用于标记需要进行热更新的文件。
除此之外，xLua还提供了其他标签，具体可参见链接：https://github.com/Tencent/xLua/blob/master/Assets/XLua/Doc/configure.md
3.2 静态列表

   有时我们无法直接给一个类型打标签，比如系统api，没源码的库，或者实例化的泛化类型，这时你可以在一个静态类里声明一个静态字段，该字段的类型除BlackList和AdditionalProperties之外只要实现了IEnumerable<Type>就可以了，然后为这字段加上标签：
这个字段需要放到一个静态类里头，建议放到 Editor目录。
3.3 动态列表

声明一个静态属性，打上相应的标签即可。
   Getter是代码，你可以实现很多效果，比如按命名空间配置，按程序集配置等等。
这个属性需要放到一个静态类里头，建议放到 Editor目录。
四：Lua与C#交互

4.1 C#访问Lua

4.1.1 获取一个全局基本数据类型

访问LuaEnv.Global就可以了，上面有个模版Get方法，可指定返回的类型。
luaenv.Global.Get<int>(&#34;a&#34;)
luaenv.Global.Get<string>(&#34;b&#34;)
luaenv.Global.Get<bool>(&#34;c&#34;)4.1.2 访问一个全局的table

1、映射到普通class或struct
   定义一个class，有对应于table的字段的public属性，而且有无参数构造函数即可，比如对于{f1 = 100, f2 = 100}可以定义一个包含public int f1;public int f2;的class。这种方式下xLua会帮你new一个实例，并把对应的字段赋值过去。table的属性可以多于或者少于class的属性。可以嵌套其它复杂类型。
   要注意的是，这个过程是值拷贝，如果class比较复杂代价会比较大。而且修改class的字段值不会同步到table，反过来也不会。这个功能可以通过把类型加到GCOptimize生成降低开销。
2、映射到一个interface
   这种方式依赖于生成代码（如果没生成代码会抛InvalidCastException异常），代码生成器会生成这个interface的实例，如果get一个属性，生成代码会get对应的table字段，如果set属性也会设置对应的字段。甚至可以通过interface的方法访问lua的函数。
3、更轻量级的by value方式：映射到Dictionary<>，List<>
   不想定义class或者interface的话，可以考虑用这个，前提table下key和value的类型都是一致的。
4、另外一种by ref方式：映射到LuaTable类
   这种方式好处是不需要生成代码，但也有一些问题，比如慢，比方式2要慢一个数量级，比如没有类型检查。
4.1.3 访问一个全局的function

1、映射到delegate
这种是建议的方式，性能好很多，而且类型安全。缺点是要生成代码（如果没生成代码会抛InvalidCastException异常）。
delegate要怎样声明呢？
对于function的每个参数就声明一个输入类型的参数。
多返回值要怎么处理？从左往右映射到c#的输出参数，输出参数包括返回值，out参数，ref参数。
参数、返回值类型支持哪些呢？都支持，各种复杂类型，out，ref修饰的，甚至可以返回另外一个delegate。
delegate的使用就更简单了，直接像个函数那样用就可以了。
2、映射到LuaFunction
这种方式的优缺点刚好和第一种相反。
使用也简单，LuaFunction上有个变参的Call函数，可以传任意类型，任意个数的参数，返回值是object的数组，对应于lua的多返回值。
4.2 Lua调用C#

4.2.1 new C#对象

在C#这样new一个对象：
var newGameObj = new UnityEngine.GameObject();
对应到Lua是这样：
local newGameObj = CS.UnityEngine.GameObject()
基本类似，除了：
lua里头没有new关键字；
所有C#相关的都放到CS下，包括构造函数，静态成员属性、方法；
如果有多个构造函数呢？放心，xlua支持重载，比如你要调用GameObject的带一个string参数的构造函数，这么写：
local newGameObj2 = CS.UnityEngine.GameObject(&#39;helloworld&#39;)
4.2.2 访问C#静态属性，方法

读静态属性
CS.UnityEngine.Time.deltaTime
写静态属性
CS.UnityEngine.Time.timeScale = 0.5
调用静态方法
CS.UnityEngine.GameObject.Find(&#39;helloworld&#39;)
小技巧：如果需要经常访问的类，可以先用局部变量引用后访问，除了减少敲代码的时间，还能提高性能：
local GameObject = CS.UnityEngine.GameObject
GameObject.Find(&#39;helloworld&#39;)
4.2.3 访问C#成员属性，方法

读成员属性
testobj.DMF
写成员属性
testobj.DMF = 1024
调用成员方法
注意：调用成员方法，第一个参数需要传该对象，建议用冒号语法糖，如下
testobj:DMFunc()
4.2.4 访问父类属性，方法

   xlua支持（通过派生类）访问基类的静态属性，静态方法，（通过派生类实例）访问基
类的成员属性，成员方法。
4.2.5 参数的输入输出属性（out，ref）

   Lua调用测的参数处理规则：C#的普通参数算一个输入形参，ref修饰的算一个输入形参
out修饰的不算，然后从左往右对应lua 调用测的实参列表；
   Lua调用测的返回值处理规则：C#函数的返回值（如果有的话）算一个返回值，out算一个返回值，ref算一个返回值，然后从左往右对应lua的多返回值。
4.2.6 重载方法

直接通过不同的参数类型进行重载函数的访问，例如：
testobj:TestFunc(100)
testobj:TestFunc(&#39;hello&#39;)
将分别访问整数参数的TestFunc和字符串参数的TestFunc。
注意：xlua只一定程度上支持重载函数的调用，因为lua的类型远远不如C#丰富，存在一
对多的情况，比如C#的int，float，double都对应于lua的number，上面的例子中
TestFunc如果有这些重载参数，第一行将无法区分开来，只能调用到其中一个（生成代码
中排前面的那个）。
4.2.7 操作符

支持的操作符有：+，-，*，/，==，一元 -，<，<=， %，[]
4.2.8 参数带默认值的方法

和C#调用有默认值参数的函数一样，如果所给的实参少于形参，则会用默认值补上。
4.2.9 可变参数方法

对于C#的如下方法：
void VariableParamsFunc(int a, params string[] strs)
可以在lua里头这样调用：
testobj:VariableParamsFunc(5, &#39;hello&#39;, &#39;john&#39;)
4.2.10 使用Extension methods

在C#里定义了，lua里就能直接使用。
4.2.11 泛化（模版）方法

不直接支持，可以通过Extension methods功能进行封装后调用。
4.2.12 枚举类型

枚举值就像枚举类型下的静态属性一样。
testobj:EnumTestFunc(CS.Tutorial.TestEnum.E1)
上面的EnumTestFunc函数参数是Tutorial.TestEnum类型的
另外，如果枚举类加入到生成代码的话，枚举类将支持__CastFrom方法，可以实现从一个整数或者字符串到枚举值的转换，例如：
CS.Tutorial.TestEnum.__CastFrom(1)
CS.Tutorial.TestEnum.__CastFrom(‘E1&#39;)
4.2.13 delegate使用（调用，+，-）

C#的delegate调用：和调用普通lua函数一样
+操作符：对应C#的+操作符，把两个调用串成一个调用链，右操作数可以是同类型的
C#delegate或者是lua函数。
-操作符：和+相反，把一个delegate从调用链中移除。
Ps：delegate属性可以用一个luafunction来赋值。
4.2.14 event

比如testobj里头有个事件定义是这样：public event Action TestEvent;
增加事件回调
testobj:TestEvent(&#39;+&#39;, lua_event_callback)
移除事件回调
testobj:TestEvent(&#39;-&#39;, lua_event_callback)
4.2.15 C#复杂类型和table的自动转换

对于一个有无参构造函数的C#复杂类型，在lua侧可以直接用一个table来代替，该table对应复杂类型的public字段有相应字段即可，支持函数参数传递，属性赋值等，例如：
C#下B结构体（class也支持）定义如下：
public struct A{ public int a;}
public struct B{ public A b; public double c;}
某个类有成员函数如下：void Foo(B b)
在lua可以这么调用：
obj:Foo({b = {a = 100}, c = 200})
获取类型（相当于C#的typeof）
比如要获取UnityEngine.ParticleSystem类的Type信息，可以这样
typeof(CS.UnityEngine.ParticleSystem)。
4.2.16 “强”转

   lua没类型，所以不会有强类型语言的“强转”，但有个有点像的东西：告诉xlua要用指定的生成代码去调用一个对象，这在什么情况下能用到呢？有的时候第三方库对外暴露的是一个interface或者抽象类，实现类是隐藏的，这样我们无法对实现类进行代码生成。该实现类将会被xlua识别为未生成代码而用反射来访问，如果这个调用是很频繁的话还是很影响性能的，这时我们就可以把这个interface或者抽象类加到生成代码，然后指定用该生成代码来访问：
cast(calc, typeof(CS.Tutorial.Calc))
上面就是指定用CS.Tutorial.Calc的生成代码来访问calc对象。
4.2.17 C#与Lua交互原理

1、C#调用Lua：C#先调用Lua的dll文件（C语言写的库），dll文件执行Lua代码

2、Lua调用C#：

  1、Wrap方式：非反射机制，需要为源文件生成相应的wrap文件，当启动

Lua虚拟机时，Wrap文件将会被自动注册到Lua虚拟机中，之后，Lua文件

将能够识别和调用C#源文件。

总结：Lua调用Wrap文件， Wrap文件调用C#源文件

  2、反射机制
五：xLua热更新

5.1 使用方式

1、添加HOTFIX_ENABLE宏打开该特性（在Unity3D的File->Build Setting->Scripting Define Symbols下添加）。编辑器、各手机平台这个宏要分别设置！如果是自动化打包，要注意在代码里头用API设置的宏是不生效的，需要在编辑器设置。
（建议平时开发业务代码不打开HOTFIX_ENABLE，只在build手机版本或者要在编译器下开发补丁时打开HOTFIX_ENABLE）
2、执行XLua/Generate Code菜单。
3、注入，构建手机包这个步骤会在构建时自动进行，编辑器下开发补丁需要手动执行&#34;XLua/Hotfix Inject In Editor&#34;菜单。注入成功会打印“hotfix inject finish!”或者“had injected!”。
5.2 约束

   不支持静态构造函数，目前只支持Assets下代码的热补丁，不支持引擎，c#系统库的热补丁。
5.3 API

（1）xlua.hotfix(class, [method_name], fix)

base(csobj)

（2）util.hotfix_ex(class, method_name, fix)

5.4 Hotfix Flag

Hotfix标签可以设置一些标志位对生成代码及插桩定制化。

遗留设置，Stateful方式在新版本已经删除，因为这种方式可以用xlua.util.hotfix_state接口达到类似的效果。

值类型的适配delegate会收敛到object，好处是代码量更少，不好的是值类型会产生boxing及gc，适用于对text段敏感的业务。

不对属性注入及生成适配代码，一般而言，大多数属性的实现都很简单，出错几率比较小，建议不注入。

不对非public的方法注入及生成适配代码。除了像MonoBehaviour那种会被反射调用的私有方法必须得注入，其它仅被本类调用的非public方法可以不注入，只不过修复时会工作量稍大，所有引用到这个函数的public方法都要重写。

不生成适配delegate，直接在函数体注入处理代码。

不生成静态字段，而是把所有注入点放到一个数组集中管理。
5.5 使用建议

LuaCallCSharp

新增C#代码之外的API调用，这些API所在的类型要么加LuaCallCSharp，要么ReflectionUse；

IT圈老男孩1 · 发表于 2021-8-8 10:02

很详细，公司用的slua所以暂时用不上，先收藏

TheLudGamer · 发表于 2021-8-8 10:02

很好的东西，有个类似的大家可以参考一下，XIL,xlua原理+ILRuntime实现的热更新方案，github地址：https://github.com/wuxiongbin/XIL

ainatipen · 发表于 2021-8-8 10:05

xlua现在很流行，不过lua代码容易被解密，最好再结合加密使用

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Unity热更新框架之xLua

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