lua 给userdata设置元表_UE4热更新：基于UnLua的Lua编程指南

本片文章搬运自我自己的博客：原文链接: UE4热更新：基于UnLua的Lua编程指南　作者: ZhaLiPeng

UE使用的是C++这种编译型语言，在编译之后就成了二进制，只有通过玩家重新安装才能打到更新游戏的目的。但是对于游戏业务而言，对于需求调整和bug修复时间要求非常迫切，频繁地让玩家更新App是不能接受的，游戏项目一般使用Lua作为游戏业务的脚本语言，是为了把运行时不可变的C++代码变成运行时可更新的Lua代码。

UE官方没有提供Lua的支持，但是腾讯开源了UnLua，在我当前的项目使用了，这两天我梳理了一下UnLua的资料（主要是官方文档、issus、宣讲PPT），加上自己测试UnLua写了一个小Demo的感悟，形成了本篇UE结合UnLua的编程指南，主要是总结使用UnLua来写业务的一些基本方法和坑，方便查看，本篇文章会持续更新。

另外，Lua文件打包成Pak可以用我之前开源的UE资源打包工具：hxhb/HotPatcher，而且我基于UnLua自己修改了一个版本，添加了一些额外的优化，源码集成了Luasocket/Luapanda/lpeg/Sproto/Luacrypt库，可以直接使用LuaPanda调试，Github地址为：hxhb/debugable-unlua.
PS：我建了一个QQ群（958363331），可以交流一下UE4热更新的相关问题，或者对HotPatcher有什么反馈可以在群里提。

参考资料：

UnLua_UE4下的Lua脚本插件PPT
UnLua_Programming_Guide_EN
Programming in Lua,1th
Tencent/UnLua/issus

UnLua注意事项

这些是UnLua官方仓库里我摘录出来的一些可能有坑的地方。

UnLua不支持多State，所以在PIE模式下运行多个Client会有问题。issus/78
不要在Lua里访问蓝图定义的结构体。issues/119 / issus/40
UnLua里使用self.Super不会递归向下遍历继承层次中的所有基类。issus/131
非dynamic delegate不支持。issus/128
不可以直接导出类的static成员，但可以为它封装一个static方法。issus/22
不支持绑定lua脚本到对象实例，NewObject指定的脚本是绑定到UCLASS的。issus/134

调用父类函数

在UEC++中，当我们重写了一个父类的虚函数，可以通过调用Super::来指定调用父类实现，但是在Lua中不同。

self.Super.ReceiveBeginPlay(self)

在Lua使用self.Super来调用父类的函数。

注意：UnLua里的Super只是简单模拟了“继承”语义，在继承多层的情况下会有问题，Super不会主动向下遍历Super。“父类”不是Class()返回的表的元表，只设置在Super这个field上（元表在插件的c++代码里定义了，这个过程已经固化）。

对于基类的基类的Super调用：

a.lua
local a = Class()function a:test()
endreturn a--------------------------------------b.lua
local b = Class("a")--------------------------------------c.lua
local c = Class("b")
function a:test()c.Super.Super.test(self)
end

该问题摘录于UnLua的issus：Class内的Super的使用问题

调用被覆写的方法

注意：Lua和原来的类并不是继承关系，而是依附关系，lua依赖于蓝图或者C++的类。Lua覆写的类的函数，相当于给当前类的函数换了一个实现。

当在Lua中重写了一个附属类的UFUNCTION函数时，可以通过下列方法调用,有点类似于Super但要写成Overridden：

function BP_Game_C:ReceiveBeginPlay()self.Overridden.ReceiveBeginPlay(self)
end

注意一定要传self进去，不然Unlua调用的时候执行的参数检查会Crash，在UnLua中调用UE函数有点类似于拿到成员函数的原生指针，必须要手动传this进去。

调用UE的C++函数

UnLua在编译时可以开启是否启用UE的namespace（也就是UE的函数都需要加UE4前缀）。

调用方法为：

UE4.UKismetSystemLibrary.PrintString(self,"HelloWorld")

参数与C++调用的相匹配（具有默认参数的同样可以不写）：

UKismetSystemLibrary::PrintString(this,TEXT("Hello"))

覆写多返回值的函数

蓝图

覆写的lua代码：

function LoadingMap_C:GetName(InString)UE4.UKismetSystemLibrary.PrintString(self,InString)return true,"helloworld"
end

C++

因为C++的多返回值是通过传递引用参数进去实现的，所以在Lua中这个不太一样。

如下面的C++函数：

// .h
UFUNCTION(BlueprintCallable, Category = "GameCore|Flib|GameFrameworkStatics", meta = (CallableWithoutWorldContext, WorldContext = "WorldContextObject"))
static bool LuaGetMultiReturnExample(UObject* WorldContextObject, FString& OutString, int32& OutInt, UObject*& OutGameInstance);
// .cpp
bool UFlibGameFrameworkStatics::LuaGetMultiReturnExample(UObject* WorldContextObject, FString& OutString, int32& OutInt, UObject*& OutGameInstance)
{bool bStatus = false;if (WorldContextObject){OutString = TEXT("HelloWorld");OutInt = 1111;OutGameInstance = UGameplayStatics::GetGameInstance(WorldContextObject);bStatus = true;}return bStatus;
}

这个函数接收WorldContextObject的参数，并接收FString/int32/UObject*这三个类型的引用类型，并返回一个bool，那么这个函数该怎么在lua中接收这些参数值的？

local ret1,ret2,ret3,ret4 = UE4.UFlibGameFrameworkStatics.LuaGetMultiReturnExample(self,nil,nil,nil)

这种local ret1,ret2=func()的这种写法是Lua里的规则，可以看Programming in Lua，4th的第六章。

注意：接收引用参数的返回值和真正函数返回值的顺序是：ret1,ret2,ret3都是引用参数，最终函数的返回bool是最后一个ret4。

非const引用参数作为返回值需要注意的问题

注意：当调用UFUNCTION函数时，非const引用参数可以忽略，但是非UFUNCTION而是静态导出的函数则不行，因为UnLua对静态导出的函数有参数个数检查。

而且，使用引用作为返回参数的的使用方式需要考虑到下面两种情况：

非const引用作为纯输出

void GetPlayerBaseInfo(int32 &Level, float &Health, FString &Name)
{Level = 7;Health = 77;Name = "Marcus";
}

这种情况下返回值和传入值是没有任何关系的。在lua中可以这么使用：

local level,heath,name = self:GetPlayerBaseInfo(0,0,"");

非const引用参数既作为输入又作为输出

void GetPlayerBaseInfo(int32 &Level, float &Health, FString &Name)
{Level += 7;Health += 77;Name += "Marcus";
}

在这种情况下，返回值和输入是有直接关系的，所以不能像情况1中那样使用：

local level,heath,name
level,heath,name = self:GetPlayerBaseInfo(level,heath,name);

在这种情况下，在lua里调用传入的参数和返回的参数是都必须要传递和接收的，这样才会有正常的行为，如果不接收返回值：

local level,heath,name
self:GetPlayerBaseInfo(level,heath,name);

level,heath,name这些传进去的对象的值并不会像C++中传递的引用那样值会改变。

所以函数怎么调用还是要看函数里是怎么写的。

这个在UnLua的issus里有提到：issus/25

获取TScriptInterface接口对象

当我们在C++中获得一个接口时，获得的类型是TScriptInterface<>类型，本来以为还要自己导出TScriptInterface才可以拿到接口，但是发现并不是这样，UnLua里可以直接拿到TScriptInterface<>就像普通的UObject对象：

如下面这样一个函数：

UFUNCTION(BlueprintCallable, Category = "GameCore|Flib|GameFrameworkStatics", meta = (CallableWithoutWorldContext,WorldContext="WorldContextObject"))
static TScriptInterface<IINetGameInstance> GetNetGameInstance(UObject* WorldContextObject);

在Lua里调用：

local GameInstance = UE4.UFlibGameFrameworkStatics.GetNetGameInstance(self);

这个得到的类型在C++里是TScriptInterface<>但在Lua里得到的就是该接口的UObject对象。

调用成员函数

上面讲了怎么得到TScriptInterface的接口（在lua里得到的其实就是该接口的UObject），那么怎么通过它来调用接口的函数呢？有三种方法。

// This class does not need to be modified.
UINTERFACE(BlueprintType,MinimalAPI)
class UINetGameInstance : public UIBaseEntityInterface
{GENERATED_BODY()
};class GWORLD_API IINetGameInstance
{GENERATED_BODY()
public:UFUNCTION(Category = "GameCore|GamePlayFramework")virtual bool FindSubsystem(const FString& InSysName,TScriptInterface<IISubsystem>& OutSubsystem)=0;
};

通过对象调用函数

可以通过拿到实现接口的对象然后通过该对象调用函数（使用lua的:操作符）：

local GameInstance = UE4.UFlibGameFrameworkStatics.GetNetGameInstance(self);
local findRet1,findRet2 = GameInstance:FindSubsystem("TouchController")

指定类和函数名调用

也可以直接通过指定实现该接口的类型名字来调用，就像函数指针，需要把调用该函数的对象传递进去：

local GameInstance = UE4.UFlibGameFrameworkStatics.GetNetGameInstance(self);
local findRet1,findRet2 = UE4.UNetGameInstance.FindSubsystem(GameInstance,"TouchController")

指定接口的类和函数名调用

以及通过接口的类型调用（因为接口也是UClass，接口中的函数也都标记了UFUNCTION）：

local GameInstance = UE4.UFlibGameFrameworkStatics.GetNetGameInstance(self);
local findRet1,findRet2 = UE4.UINetGameInstance.FindSubsystem(GameInstance,"TouchController")

获取UClass

lua中获取uclass可以用于创建对象，其方法为：

local uclass = UE4.UClass.Load("/Game/Core/Blueprints/AI/BP_AICharacter.BP_AICharacter_C")

Load的路径是该类的PackagePath。

如，在lua中加载UMG的类然后创建并添加至视口：

function LoadingMap_C:ReceiveBeginPlay()local UMG_C = UE4.UClass.Load("/Game/Test/BPUI_TestMain.BPUI_TestMain_C")local UMG_TestMain_Ins = UE4.UWidgetBlueprintLibrary.Create(self,UMG_C)UMG_TestMain_Ins:AddToViewport()
end

LoadObject

把资源加载到内存：

local Object = LoadObject("/Game/Core/Blueprints/AI/BT_Enemy")

比如加载某个材质球给模型：

function Cube3_Blueprint_C:ReceiveBeginPlay()local MatIns = LoadObject("/Game/TEST/Cube_Mat_Ins")UE4.UPrimitiveComponent.SetMaterial(self.StaticMeshComponent,0,MatIns)
end

注：LuaObject在UnLua里对应的是LoadObject<Object>:

int32 UObject_Load(lua_State *L)
{// ...UObject *Object = LoadObject<UObject>(nullptr, *ObjectPath);
// ...
}

创建对象

注意：Lua中创建的对象使用动态绑定是绑定到该类的UCLASS上，并不是绑定到该New出来的实例。

UnLua中对NewObject处理的代码为Global_NewObject：

FScopedLuaDynamicBinding Binding(L, Class, ANSI_TO_TCHAR(ModuleName), TableRef);
UObject *Object = StaticConstructObject_Internal(Class, Outer, Name);

SpawnActor

Lua中SpawnActor以及动态绑定：

local WeaponClass = UE4.UClass.Load("/Game/Core/Blueprints/Weapon/BP_DefaultWeapon.BP_DefaultWeapon")
local NewWeapon = World:SpawnActor(WeaponClass, self:GetTransform(), UE4.ESpawnActorCollisionHandlingMethod.AlwaysSpawn, self, self, "Weapon.BP_DefaultWeapon_C")

NewObject

lua中调用NewObject以及动态绑定：

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

UnLua中的NewObject可以接收四个参数，依次是：创建的UClass、Outer、Name，以及动态绑定的Lua脚本。

Component

注意：原版UnLua只可以加载BP的UClass，这个需要做改动(修改LuaLib_Class.cpp中的UClass_Load函数，检测传入是C++类时把添加_C后缀的逻辑去掉)，而且创建Component时也需要对其调用OnComponentCreated和RegisterComponent，这两个函数不是UFUNCTION，需要手动导出。

导出ActorComponent中OnComponentCreated和RegisterComponent等函数：

// Export Actor Component
BEGIN_EXPORT_REFLECTED_CLASS(UActorComponent)ADD_FUNCTION(RegisterComponent)ADD_FUNCTION(OnComponentCreated)ADD_FUNCTION(UnregisterComponent)ADD_CONST_FUNCTION_EX("IsRegistered",bool, IsRegistered)ADD_CONST_FUNCTION_EX("HasBeenCreated",bool, HasBeenCreated)
END_EXPORT_CLASS()
IMPLEMENT_EXPORTED_CLASS(UActorComponent)

则使用时与C++的使用方法一致：

local StaticMeshClass = UE4.UClass.Load("/Script/Engine.StaticMeshComponent")
local MeshObject = LoadObject("/Engine/VREditor/LaserPointer/CursorPointer")
local StaticMeshComponent= NewObject(StaticMeshClass,self,"StaticMesh")
StaticMeshComponent:SetStaticMesh(MeshObject)
StaticMeshComponent:RegisterComponent()
StaticMeshComponent:OnComponentCreated()
self:ReceiveStaticMeshComponent(StaticMeshComponent)
-- StaticMeshComponent:K2_AttachToComponent(self.StaticMeshComponent,"",EAttachmentRule.SnapToTarget,EAttachmentRule.SnapToTarget,EAttachmentRule.SnapToTarget)
UE4.UStaticMeshComponent.K2_AttachToComponent(StaticMeshComponent,self.StaticMeshComponent,"",EAttachmentRule.SnapToTarget,EAttachmentRule.SnapToTarget,EAttachmentRule.SnapToTarget)

UMG

创建UMG首先需要获取到UI的UClass，然后使用UWidgetBlueprintLibrary::Create来创建，与C++一致：

local UMG_C = UE4.UClass.Load("/Game/Test/BPUI_TestMain.BPUI_TestMain_C")
local UMG_TestMain_Ins = UE4.UWidgetBlueprintLibrary.Create(self,UMG_C)
UMG_TestMain_Ins:AddToViewport()

绑定代理

动态多播代理

在C++代码中写了一个动态多播代理：

DECLARE_DYNAMIC_MULTICAST_DELEGATE_OneParam(FGameInstanceDyDlg, const FString&,InString);// in class
UPROPERTY()
FGameInstanceDyDlg GameInstanceDyDlg;

在lua中绑定，可以绑定到lua的函数：

local GameInstance = UE4.UFlibGameFrameworkStatics.GetNetGameInstance(self);
GameInstance.GameInstanceDyMultiDlg:Add(self,LoadingMap_C.BindGameInstanceDyMultiDlg)-- test bind dynamic multicast delegate lua func
function LoadingMap_C:BindGameInstanceDyMultiDlg(InString)UE4.UKismetSystemLibrary.PrintString(self,InString)
end

同样也可以对该代理进行调用、清理、移除：

-- remove
GameInstance.GameInstanceDyMultiDlg:Remove(self,LoadingMap_C.BindGameInstanceDyDlg)
-- Clear
GameInstance.GameInstanceDyMultiDlg:Clear()
-- broadcast
GameInstance.GameInstanceDyMultiDlg:Broadcast("66666666")

动态代理

C++中有如下动态代理声明：

DECLARE_DYNAMIC_DELEGATE_OneParam(FGameInstanceDyDlg,const FString&,InString);// in class
UPROPERTY()
FGameInstanceDyDlg GameInstanceDyDlg;

在lua中绑定：

GameInstance.GameInstanceDyDlg:Bind(self,LoadingMap_C.BindGameInstanceDyMultiDlg)-- test bind dynamic delegate lua func
function LoadingMap_C:BindGameInstanceDyDlg(InString)UE4.UKismetSystemLibrary.PrintString(self,InString)
end

动态代理支持Bind/Unbind/Execute操作：

-- bind
GameInstance.GameInstanceDyDlg:Bind(self,LoadingMap_C.BindGameInstanceDyMultiDlg)
-- UnBind
GameInstance.GameInstanceDyDlg:Unbind()
-- Execute
GameInstance.GameInstanceDyDlg:Execute("GameInstanceDyMultiDlg")

不支持非Dynamic Delegate

因为BindStatic/BindRaw/BindUFunction这些都是模板函数，UnLua的静态导出方案不支持将他们导出。

官方issus：如何正确静态导出继承自FScriptDelegate的普通委托

使用异步事件

Delay

如果想要使用类似Delay的函数：

/** * Perform a latent action with a delay (specified in seconds).  Calling again while it is counting down will be ignored.* * @param WorldContextWorld context.* @param Duration length of delay (in seconds).* @param LatentInfo The latent action.*/
UFUNCTION(BlueprintCallable, Category="Utilities|FlowControl", meta=(Latent, WorldContext="WorldContextObject", LatentInfo="LatentInfo", Duration="0.2", Keywords="sleep"))
static voidDelay(UObject* WorldContextObject, float Duration, struct FLatentActionInfo LatentInfo );

在lua中可以通过协程(coroutine)来实现：

function LoadingMap_C:DelayFunc(Induration)coroutine.resume(coroutine.create(function(WorldContectObject,duration)    UE4.UKismetSystemLibrary.Delay(WorldContectObject,duration)UE4.UKismetSystemLibrary.PrintString(WorldContectObject,"Helloworld")end),self,Induration)
end

就是通过coroutine.create绑定上一个函数，可以直接在coroutine.create里写，或者绑定上一个已有的函数：

function LoadingMap_C:DelayFunc(Induration)coroutine.resume(coroutine.create(LoadingMap_C.DoDelay),self,self,Induration)
endfunction LoadingMap_C:DoDelay(WorldContectObject,duration)    UE4.UKismetSystemLibrary.Delay(WorldContectObject,duration)UE4.UKismetSystemLibrary.PrintString(WorldContectObject,"Helloworld")
end

但是要注意一点：在绑定已有的lua函数时，传递的参数需要多一个self，标识调用指定函数的调用者。

coroutine.resume(coroutine.create(LoadingMap_C.DoDelay),self,self,Induration)

这里的第一个self，就是在通过self调用LoadingMap_C.DoDelay，后面的两个参数才作为传递给协程函数的参数。

调用代码为：

function LoadingMap_C:ReceiveBeginPlay()-- 5s后输出HelloWorldself:DelayFunc(5.0)
end

注意：对于直接是UFUNCTION但是带有FLatentActionInfo的函数可以直接使用上面的方法，但是对于UE封装的异步节点，不是函数而是一个类的节点需要自己导出。

AsyncLoadPrimaryAsset

在C++里可以使用UAsyncActionLoadPrimaryAsset::AsyncLoadPrimaryAsset来异步加载资源：

/** * Load a primary asset into memory. The completed delegate will go off when the load succeeds or fails, you should cast the Loaded object to verify it is the correct type.* If LoadBundles is specified, those bundles are loaded along with the asset*/
UFUNCTION(BlueprintCallable, meta=(BlueprintInternalUseOnly="true", Category = "AssetManager", AutoCreateRefTerm = "LoadBundles", WorldContext = "WorldContextObject"))
static UAsyncActionLoadPrimaryAsset* AsyncLoadPrimaryAsset(UObject* WorldContextObject, FPrimaryAssetId PrimaryAsset, const TArray<FName>& LoadBundles);

想要在Lua中使用的话需要把FPrimaryAssetId这个结构导出：

#include "UnLuaEx.h"
#include "LuaCore.h"
#include "UObject/PrimaryAssetId.h"BEGIN_EXPORT_CLASS(FPrimaryAssetId,const FString&)ADD_FUNCTION_EX("ToString",FString, ToString)ADD_STATIC_FUNCTION_EX("FromString",FPrimaryAssetId, FromString,const FString&)ADD_FUNCTION_EX("IsValid", bool, IsValid)
END_EXPORT_CLASS()
IMPLEMENT_EXPORTED_CLASS(FPrimaryAssetId)

然后就可以在Lua中使用了，如异步加载关卡资源，加载完成后打开：

function Cube_Blueprint_C:ReceiveBeginPlay()local Map = UE4.FPrimaryAssetId("Map:/Game/Test/LoadingMap")local AsyncActionLoadPrimaryAsset = UE4.UAsyncActionLoadPrimaryAsset.AsyncLoadPrimaryAsset(self,Map,nil)AsyncActionLoadPrimaryAsset.Completed:Add(self,Cube_Blueprint_C.ReceiveLoadedMap)AsyncActionLoadPrimaryAsset:Activate()
endfunction Cube_Blueprint_C:ReceiveLoadedMap(Object)UE4.UGameplayStatics.OpenLevel(self,"/Game/Test/LoadingMap",true)
end