在Unity中使用Lua脚本：语言层和游戏逻辑粘合层处理

发表于2015-08-06

前言：为什么要用Lua
首先要说，所有编程语言里面，我最喜欢的还是C#，VisualStudio+C#，只能说太舒服了。所以说，为什么非要在unity里面用Lua呢？可能主要是闲的蛋疼。。。。。另外还有一些次要原因：
方便做功能的热更新；
Lua语言的深度和广度都不大，易学易用，可以降低项目成本。

C#与Lua互相调用的方案
坦白来将，我并没有对现在C#与Lua互相调用的所有库进行一个仔细的调研，大概搜了一下，找到这样几个：
slua：https://github.com/pangweiwei/slua
Nlua：http://nlua.org/
UniLua：https://github.com/xebecnan/UniLua
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，感兴趣的同学，点开自己去看就行了。

最后我选用了uLua，主要原因是：uLua方案比较成熟，它并没有太多自己的代码，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，个人很欣赏LuaInterface这个库。接下来我们就看一下uLua。：）
uLua插件的使用非常简单，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。而我们游戏逻辑开发中，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，个人认为：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，个人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，原因有二：
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一定的代码量的，如果不同的lua文件之中的代码，完全独立运行，不能互相调用或者互相调用很麻烦，则游戏逻辑组织平添很多障碍；
混合语言编程中原则之一就是：尽量减少代码执行的语言环境切换，因为这个的代价往往比代码字面上看上去要高很多。我的目标是：既然用了Lua，就尽量把UI事件响应等游戏上层逻辑放到Lua代码中编写。
基于以上原因，我觉得游戏的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
首先说一下我的目标：
既然C#对于Unity来说是脚本层了，那么Lua应该和C#脚本代码具有相同的逻辑地位；
Lua整合的代码应该很少，应尽量保持简单；
基于以上的目标，我实现了LuaComponet类，它的实现类似MonoBehavior，只不过我们没有C++源代码，只能由C#层的MonoBehavior来转发一下调用。这样，我们的Lua代码的实现方式就是写和写一个C#脚本组件完全一致了，可以说达到了和引擎天衣无缝的整合。：）OK，先上代码！

[C#] 纯文本查看复制代码

using UnityEngine;  
using System.Collections;  
using LuaInterface;  
   
/// <summary>  
/// Lua组件 - 它调用的Lua脚本可以实现类似MonoBehaviour派生类的功能  
/// </summary>  
[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  
   
    /// <summary>  
    /// 找到游戏对象上绑定的LUA组件（Module对象）  
    /// </summary>  
    public static LuaTable GetLuaComponent(GameObject go)  
    {  
        LuaComponent luaComp = go.GetComponent<luacomponent>();  
        if (luaComp == null)  
            return null;  
        return luaComp.LuaModule;  
    }  
   
    /// <summary>  
    /// 向一个GameObject添加一个LUA组件  
    /// </summary>  
    public static LuaTable AddLuaComponent(GameObject go, TextAsset luaFile)  
    {  
        LuaComponent luaComp = go.AddComponent<luacomponent>();  
        luaComp.Initilize(luaFile);  // 手动调用脚本运行，以取得LuaTable返回值  
        return luaComp.LuaModule;  
    }  
   
    /// <summary>  
    /// 提供给外部手动执行LUA脚本的接口  
    /// </summary>  
    public void Initilize(TextAsset luaFile)  
    {  
        m_luaScript = luaFile;  
        RunLuaFile(luaFile);  
   
        //-- 取得常用的函数回调  
        if (this.LuaModule != null)  
        {  
            m_luaUpdate = this.LuaModule["Update"] as LuaFunction;  
        }  
    }  
   
    /// <summary>  
    /// 调用Lua虚拟机，执行一个脚本文件  
    /// </summary>  
    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对象作为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);  
    }  
   
    /// <summary>  
    /// 调用一个Lua组件中的函数  
    /// </summary>  
    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);  
    }  
}  
  

这段代码非常简单，实现以下几个功能点：

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；这点非常重要。

LUA代码约定
为了很好的和LuaComponent协作，Lua脚本需要遵循一些约定：

LUA脚本应该返回一个Table，可以是LUA的Module，也可以是任何的Table对象；
返回的Table对象应该含有MonoBehaviour相应的回调函数；

例如：

[AppleScript] 纯文本查看复制代码

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对象作为参数传递给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，绑定了如下脚本：

[AppleScript] 纯文本查看复制代码

require "EngineMain" 
   
local sphereComponent = {} 
   
sphereComponent.text = "Hello World" 
   
function sphereComponent:Awake( gameObject ) 
    Debug.Log(gameObject.name.."Awake") 
end 
   
return sphereComponent  

还有另外一个“Cube”对象，绑定了如下脚本，用来演示调用上面这个Lua组件的成员：

[AppleScript] 纯文本查看复制代码

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  

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。因为Unity本身就是一个框架。更多内容请参见作者博客：http://blog.csdn.net/neil3d/article/details/44200821

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