在Unity中使用Lua脚本:语言层和游戏逻辑粘合层处理

前言:为何要用Lua

首先要说,全部编程语言里面,我最喜欢的仍是C#,VisualStudio+C#,只能说太舒服了。因此说,为何非要在Unity里面用Lua呢?可能主要是闲的蛋疼。。。。。另外还有一些次要缘由:
  • 方便作功能的热更新;
  • Lua语言的深度和广度都不大,易学易用,能够下降项目成本。

C#与Lua互相调用的方案

坦白来将,我并无对如今C#与Lua互相调用的全部库进行一个仔细的调研,大概搜了一下,找到这样几个:
  1. slua:https://github.com/pangweiwei/slua
  2. Nlua:http://nlua.org/
  3. UniLua:https://github.com/xebecnan/UniLua
  4. uLua插件
以上这些方案的具体内容,不是本文的重点,这里就不说了,感兴趣的同窗,点开本身去看就好了。

最后我选用了uLua,主要缘由是:uLua方案比较成熟,它并无太多本身的代码,主要是把LuaInterface和Lua解释器整合了一下,都是比较成熟的代码,相对会稳定一些。另外,我的很欣赏LuaInterface这个库。接下来咱们就看一下uLua。:)

uLua的基本使用

uLua插件的使用很是简单,基本上看一下他自带的几个例子就明白了。

游戏逻辑粘合层设计

uLua插件解决了语言层面的问题:C#与LUA两种语言代码互相调用,以及参数传递等相关的一系列底层问题。而咱们游戏逻辑开发中,到底如何使用LUA是上层的一个问题。下面给出我摸索的一个方案,我的认为:够简单,够清晰,是很薄很薄的一层,不可能更薄了。

使用几个LuaState?

曾经看过一个网友的方案,每次运行脚本就new一个LuaState,我的认为这种方案十分不妥。整个游戏的Lua代码应该运行在一个LuaState之上,缘由有二:
  1. 运行在同一LuaState的Lua代码才能互相调用啊。相信一个游戏总会有必定的代码量的,若是不一样的lua文件之中的代码,彻底独立运行,不能互相调用或者互相调用很麻烦,则游戏逻辑组织平添不少障碍;
  2. 混合语言编程中原则之一就是:尽可能减小代码执行的语言环境切换,由于这个的代价每每比代码字面上看上去要高不少。个人目标是:既然用了Lua,就尽可能把UI事件响应等游戏上层逻辑放到Lua代码中编写。
基于以上缘由,我以为游戏的Lua代码全都跑在一个LuaState之上。这也是本文方案的基础。

实现LuaComponent

首先说一下个人目标:
  • 既然C#对于Unity来讲是脚本层了,那么Lua应该和C#脚本代码具备相同的逻辑地位;
  • Lua整合的代码应该不多,应尽可能保持简单;
基于以上的目标,我实现了LuaComponet类,它的实现相似MonoBehavior,只不过咱们没有C++源代码,只能由C#层的MonoBehavior来转发一下调用。这样,咱们的Lua代码的实现方式就是写和写一个C#脚本组件彻底一致了,能够说达到了和引擎完美无缺的整合。:)OK,先上代码!
using UnityEngine;
using System.Collections;
using LuaInterface;

/// 
/// Lua组件 - 它调用的Lua脚本能够实现相似MonoBehaviour派生类的功能
/// 
[AddComponentMenu("Lua/LuaComponent")]
public class LuaComponent : MonoBehaviour
{
    private static LuaState s_luaState; // 全局的Lua虚拟机

    [Tooltip("绑定的LUA脚本路径")]
    public TextAsset m_luaScript;

    public LuaTable LuaModule
    {
        get;
        private set;
    }
    LuaFunction m_luaUpdate;    // Lua实现的Update函数,可能为null

    /// 
    /// 找到游戏对象上绑定的LUA组件(Module对象)
    /// 
    public static LuaTable GetLuaComponent(GameObject go)
    {
        LuaComponent luaComp = go.GetComponent();
        if (luaComp == null)
            return null;
        return luaComp.LuaModule;
    }

    /// 
    /// 向一个GameObject添加一个LUA组件
    /// 
    public static LuaTable AddLuaComponent(GameObject go, TextAsset luaFile)
    {
        LuaComponent luaComp = go.AddComponent();
        luaComp.Initilize(luaFile);  // 手动调用脚本运行,以取得LuaTable返回值
        return luaComp.LuaModule;
    }

    /// 
    /// 提供给外部手动执行LUA脚本的接口
    /// 
    public void Initilize(TextAsset luaFile)
    {
        m_luaScript = luaFile;
        RunLuaFile(luaFile);

        //-- 取得经常使用的函数回调
        if (this.LuaModule != null)
        {
            m_luaUpdate = this.LuaModule["Update"] as LuaFunction;
        }
    }

    /// 
    /// 调用Lua虚拟机,执行一个脚本文件
    /// 
    void RunLuaFile(TextAsset luaFile)
    {
        if (luaFile == null || string.IsNullOrEmpty(luaFile.text))
            return;

        if (s_luaState == null)
            s_luaState = new LuaState();

        object[] luaRet = s_luaState.DoString(luaFile.text, luaFile.name, null);
        if (luaRet != null && luaRet.Length >= 1)
        {
            // 约定:第一个返回的Table对象做为Lua模块
            this.LuaModule = luaRet[0] as LuaTable;
        }
        else
        {
            Debug.LogError("Lua脚本没有返回Table对象:" + luaFile.name);
        }
    }

    // MonoBehaviour callback
    void Awake()
    {
        RunLuaFile(m_luaScript);
        CallLuaFunction("Awake", this.LuaModule, this.gameObject);
    }

    // MonoBehaviour callback
    void Start()
    {
        CallLuaFunction("Start", this.LuaModule, this.gameObject);
    }

    // MonoBehaviour callback
    void Update()
    {
        if (m_luaUpdate != null)
            m_luaUpdate.Call(this.LuaModule, this.gameObject);
    }

    /// 
    /// 调用一个Lua组件中的函数
    /// 
    void CallLuaFunction(string funcName, params object[] args)
    {
        if (this.LuaModule == null)
            return;

        LuaFunction func = this.LuaModule[funcName] as LuaFunction;
        if (func != null)
            func.Call(args);
    }
}

这段代码很是简单,实现如下几个功能点:
  • 管理一个全局的LuaState;
  • 负责将MonoBehavior的调用转发到相应的LUA函数;
  • 提供了GetComponent()、AddComponent()对应的LUA脚本版本接口;这点很是重要。

LUA代码约定

为了很好的和LuaComponent协做,Lua脚本须要遵循一些约定:
  • LUA脚本应该返回一个Table,能够是LUA的Module,也能够是任何的Table对象;
  • 返回的Table对象应该含有MonoBehaviour相应的回调函数;
例如:
require "EngineMain"

local demoComponent = {}

function demoComponent:Awake( gameObject )
	Debug.Log(gameObject.name.."Awake")
end

return demoComponent
LuaComponent回调函数中,主动将GameObject对象做为参数传递给Lua层,以方便其进行相应的处理。

Lua组件之间的互相调用(在Lua代码中)

基于以上结构,就很容易实现Lua组件之间的互相调用。在Demo工程中,有一个“Sphere”对象,绑定了以下脚本:git

require "EngineMain"

local sphereComponent = {}

sphereComponent.text = "Hello World"

function sphereComponent:Awake( gameObject )
	Debug.Log(gameObject.name.."Awake")
end

return sphereComponent
还有另一个“Cube”对象,绑定了以下脚本,用来演示调用上面这个Lua组件的成员:

require "EngineMain"

local demoComponent = {}

function demoComponent:Awake( gameObject )
	Debug.Log(gameObject.name.."Awake")
end

function demoComponent:Start( gameObject )
	Debug.Log(gameObject.name.."Start")

	--演示LuaComponent代码互相调用
	local sphereGO = GameObject.Find("Sphere")
	local sphereLuaComp = LuaComponent.GetLuaComponent(sphereGO)
	Debug.log("Sphere.LuaDemoB:"..sphereLuaComp.text)

end

return demoComponent


完整版DEMO下载地址:

https://github.com/neil3d/LuaComponentDemo
github


最后,顺带总结一下:在设计上次游戏逻辑框架时,比较好的思路是:在透彻的理解Unity自身架构的前提下,在其架构下进行下一层设计,而不是想一种新的框架。由于Unity自己就是一个框架。