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UnLua_Programming_Guide.md

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[TOC]

一、概述

UnLua是一个功能丰富、高度优化的UE脚本解决方案。开发者可以使用Lua来进行游戏逻辑编写，借助于Lua的热重载特性，可以获得快得多的游戏逻辑迭代速度。本文将会介绍UnLua的主要功能和基础编程模式。

二、Lua与引擎的绑定

UnLua提供了两种绑定Lua和引擎层的方式，分别是静态绑定和动态绑定：

静态绑定

C++

你的 UCLASS 只需要实现 IUnLuaInterface 接口，在 GetModuleName_Implementation() 里返回Lua文件路径即可。

CPP_UNLUA_INTERFACE

蓝图

你的蓝图只需要实现 UnLuaInterface 接口， 在 GetModuleName() 里返回Lua文件路径即可。

BP_UNLUA_INTERFACE BP_GETMODULENAME

动态绑定

动态绑定适用于运行时Spawn出来的Actor和Object。

Actor

local Proj = World:SpawnActor(ProjClass, Transform, ESpawnActorCollisionHandlingMethod.AlwaysSpawn, self, self.Instigator, "Weapon.BP_DefaultProjectile_C")

Weapon.BP_DefaultProjectile_C 是一个 Lua模块路径。

Object

local ProxyObj = NewObject(ObjClass, nil, nil, "Objects.ProxyObject")

Objects.ProxyObject 是一个 Lua模块路径。

Lua模块路径

无论是静态绑定还是动态绑定，他们都需要指定Lua模块路径。它是一个相对于 {工程目录}/Content/Script 下Lua文件的 相对路径，使用半角点号 . 分隔。

三、从Lua调用引擎

UnLua提供了两种方式从Lua侧访问引擎：

  1. 使用反射系统动态导出
  2. 绕过反射系统，静态导出诸如类、成员变量、成员函数、全局函数、枚举等

使用反射系统动态导出

动态导出使用反射系统，代码更干净简洁，不需要大量的胶水代码。

访问 UCLASS

local Widget = UE.UWidgetBlueprintLibrary.Create(self, UE.UClass.Load("/Game/Core/UI/UMG_Main_C"))

UE 是一个全局对象，当访问它上面的属性时，会通过懒加载的方式获取引擎类型。

UWidgetBlueprintLibrary 是一个 UCLASS。其Lua类名规则必须是：

C++前缀 + 类名 + _C

其中后缀 _C 表示为蓝图类型，例如: AActor (原生类)， ABP_PlayerCharacter_C（蓝图类）

访问 UFUNCTION

Widget:AddToViewport(0)

AddToViewport 是 UUserWidget 的一个 UFUNCTION， 0 是函数参数。 如果 UFUNCTION （标记了BlueprintCallable 或 Exec）的某个参数有默认值，在Lua代码里可以忽略不传：

Widget:AddToViewport()

处理输出值

输出值包含了 非常量参数 和 返回参数，他们都会区分 基本类型（bool, integer, number, string） 和 非基本类型（userdata）。

非常量参数
基本类型

OUT_PRIMITIVE_TYPES

Lua代码：

local Level, Health, Name = self:GetPlayerBaseInfo()
非基本类型

OUT_NON_PRIMITIVE_TYPES

有两种方式在Lua里调用：

local HitResult = FHitResult()
self:GetHitResult(HitResult)

或者：

local HitResult = self:GetHitResult()

第一种用法和C++更像，比第二种性能高效得多，特别是循环里多次调用的时候。

返回参数
基本类型

RET_PRIMITIVE_TYPES

Lua代码：

local MeleeDamage = self:GetMeleeDamage()
非基本类型

RET_NON_PRIMITIVE_TYPES

有三种方式在Lua里调用：

local Location = self:GetCurrentLocation()

或者：

local Location = UE.FVector()
self:GetCurrentLocation(Location)

还有：

local Location = UE.FVector()
local LocationCopy = self:GetCurrentLocation(Location)

第一种最直观，但后面两种在循环中多次调用的时候性能更高。第三种相当于：

local Location = UE.FVector()
self:GetCurrentLocation(Location)
local LocationCopy = Location

Latent 函数

Latent 函数 允许开发者用同步代码的风格来写异步逻辑。Delay 是一个经典的 Latent 函数：

LATENT_FUNCTION

我们可以在Lua协程里调用Latent 函数：

coroutine.resume(coroutine.create(function(GameMode, Duration)
    UE.UKismetSystemLibrary.Delay(GameMode, Duration)
end), self, 5.0)

访问 USTRUCT

local Position = UE.FVector()

FVector 是一个 USTRUCT。

访问 UPROPERTY

local Position = FVector()
Position.X = 256.0

X 是 FVector 的一个 UPROPERTY.

委托

以下示例中，第一个参数是一个UObject，指明了这个委托绑定的生命周期。换言之当对象失效后，比如被垃圾回收了，对应的回调也会随之无效。

因此对业务代码而言，在对象被销毁时对所有的委托手动解绑不是必须的（虽然绑定和解绑对应是个良好的编码习惯）。

单播委托 Delegate

self.Track 是一个 FTimelineFloatTrack

-- 绑定
self.Track.InterpFunc:Bind(self, self.OnZoomInOutUpdate)

-- 解绑
self.Track.InterpFunc:Unbind(self, self.OnZoomInOutUpdate)

-- 执行
self.Track.InterpFunc:Execute(0.5)

多播委托 MulticastDelegate

self.Button 是一个 UButton

-- 增加回调
self.Button.OnClicked:Add(self, self.OnClicked_ExitButton)

-- 移除回调
self.Button.OnClicked:Remove(self, self.OnClicked_ExitButton)

-- 清理所有回调
self.Button.OnClicked:Clear()

-- 广播触发所有回调
self.Button.OnClicked:Broadcast()

赋值和参数传递

-- 赋值（相当于绑定）
self.Track.InterpFunc = { self, self.OnZoomInOutUpdate }

-- 传递委托参数
UE.UKismetSystemLibrary.K2_SetTimerDelegate({ self, self.OnZoomInOutUpdate }, 1, true)

枚举 UENUM

-- C++类型
print(UE.EAttachmentRule.SnapToTarget)

-- 蓝图类型（UUserDefinedEnum）
local MyEnum = UE.UObject.Load("/Game/Enums/MyEnum")
print(MyEnum.Value1)

-- 自定义碰撞枚举类型
print(UE.EObjectTypeQuery.Player)
print(UE.ETraceTypeQuery.Weapon)

自定义碰撞枚举可以直接按配置的名称访问枚举值。

四、从引擎调用Lua

UnLua 提供了一个类似蓝图的解决方案来跨C++/脚本边界，可以通过C++/蓝图代码来调用Lua。

替换蓝图事件

我们可以用Lua代码覆盖替换所有 蓝图事件 的实现，包括：

  • 标记为 'BlueprintImplementableEvent' 的 UFUNCTION
  • 标记为 'BlueprintNativeEvent' 的 UFUNCTION
  • 所有 蓝图中定义的 事件/函数

示例 (无返回值的蓝图事件)

BP_IMP_EVENT

我们可以在Lua里直接替换：

function BP_PlayerController_C:ReceiveBeginPlay()
    print("ReceiveBeginPlay in Lua!")
end

示例 (带返回值的蓝图事件)

BP_IMP_EVENT_RET

我们可以在Lua中依次返回返回值和Out参数，如果不返回Out参数，则默认返回传入参数

function BP_PlayerCharacter_C:GetCharacterInfo(HP, Position, Name)
    return true, 99, FVector(128.0, 128.0, 0.0), "Marcus"
end

替换动画事件

ANIM_NOTIFY

function ABP_PlayerCharacter_C:AnimNotify_NotifyPhysics()
    UBPI_Interfaces_C.ChangeToRagdoll(self.Pawn)
end

Lua函数的名字必须为：'AnimNotify_' + {事件名}

替换输入事件

ACTION_AXIS_INPUTS

参考示例：03_BindInputs

替换Replication事件

参考示例：10_Replications

调用被替换的函数

如果你用Lua覆盖了原来的实现，仍然可以通过 Overridden 访问原来的函数。

function BP_PlayerController_C:ReceiveBeginPlay()
    local Widget = UWidgetBlueprintLibrary.Create(self, UClass.Load("/Game/Core/UI/UMG_Main"))
    Widget:AddToViewport()
    self.Overridden.ReceiveBeginPlay(self)
end

self.Overridden.ReceiveBeginPlay(self) 将会调用原来蓝图中实现的 ReceiveBeginPlay。

从C++调用Lua函数

  • 全局函数
template <typename... T>
FLuaRetValues Call(lua_State *L, const char *FuncName, T&&... Args);
  • 全局表里的函数
template <typename... T>
FLuaRetValues CallTableFunc(lua_State *L, const char *TableName, const char *FuncName, T&&... Args);

五、垃圾回收

从UnLua 2.2 版本开始，Lua环境不会再对UObject加引用，因此也不用再担心对象在Lua侧被引用着，导致一直无法释放的内存泄漏问题了。

如果在Lua侧访问了某个被UEGC回收的对象，会提示类似 attempt to read property on released object 的错误。

当遇到这样的报错，应该保证对象在UE引用链上，可以采取以下几种方案：

  1. 将对象赋值到某个UPROPERTY上，可以是C++的也可以是蓝图的属性
  2. 将对象AddToRoot
  3. 使用 UnLua.Ref(Object) 创建一个引用代理

引用代理

当需要在Lua侧保持对某个UObject引用，又没有合适的引用链来赋值时，可以使用 UnLua.Ref 接口来创建一个引用代理：

local MyClass = UE.UClass.Load("/Game/MyClass")

-- 只要RefProxy这个对象没有被luagc，就能一直对MyClass这个对象持有引用
RefProxy = UnLua.Ref(MyClass)

-- 赋值为nil之后，引用代理就会在下次luagc中被回收，从而解除对UObject的引用
RefProxy = nil

对同一个 UObject 多次调用 UnLua.Ref，每次返回的都是同一个引用代理，因此不需要担心重复引用的问题。

另外，也可以借助引用代理在lua侧的生命周期，来同步对UObject的引用生命周期：

-- 比如有个UMyWidget类型（其他声明省略）
function UMyWidget:Construct()
    self.MyClass = UE.UClass.Load("/Game/MyClass")
    self.ClassRef = UnLua.Ref(self.MyClass)
end

-- 创建一个它的实例，并AddToViewport
-- 由于MyWidget在UE引用链上，因此这个UI不会被UE回收
-- 对应在lua侧绑定的table也不会被回收，从而MyClass也不会被回收
local MyWidget = NewObject(UMyWidget)
MyWidget:AddToViewport()

-- 一旦移除UE引用链，MyWidget会被UEGC
-- 从而引起lua侧的table可被LuaGC，且ClassRef也可被GC
-- 因此可以理解为引用代理将Lua对UObject的引用同步到了UE侧
MyWidget:RemoveFromViewport()

有时候逻辑上可能忘了将代理对象置空解除引用，或者期望能够立即解除引用（比如“进入游戏时释放所有大厅UI”这样明确的时机）。

可以使用 UnLua.Unref(Object) 来强制解除引用。

解除引用之后，UEGC就可以正常回收这个对象了。一旦回收，所有Lua侧再次访问这个对象就会提示错误，可以方便地补上释放逻辑。

六、其他

静态导出 自定义生成Lua模版