UnrealEngine - 反射系统分析

1. 反射

什么是反射?或者说反射能做什么,简单来说,反射可以提供一种能力,能够在运行时动态获取对象的成员信息,如成员函数成员变量
UE 在其反射系统上支持了许多功能,如:

  • 编辑器中可供编辑的属性
  • GC
  • 序列化
  • 网络同步

1.1 使用反射的准备工作

UE 中应用反射需要与它定义的宏相结合,主要有 3 种类型,如下所示:

  • 类注册
#include "Weapon.generated.h" // 包含自动生成的头文件信息
UCLASS() // 注册类信息
class AWeapon : public AActor {
	GENERATED_BODY() // 生成类辅助代码
public:
	UPROPERTY()  // 注册类属性
	FName WeaponName;

	UFUNCTION() // 注册类成员函数
	void Fire();
}
  • 结构体注册(需要注意的是,UFUNCTION 只能在 Class 中使用)
#include "Weapon.generated.h" // 包含自动生成的头文件信息
USTRUCT() // 注册结构体
struct FWeapon {
	UPROPERTY() // 注册结构体属性
	FName WeaponName;
}
  • 枚举注册
#include "Weapon.generated.h" // 包含自动生成的头文件信息
UENUM() // 注册枚举信息
enum WeaponType {
	Short,
	Middle,
	Far,
}

1.2 反射的简单应用

前面注册完毕反射后,就能简单的使用反射了,如下:

#include "human.generated.h" // 包含自动生成的头文件信息
/** UHuman.h **/
class UHuman {
public:
	UPROPERTY()
	FString Name = "Hello, Reflection!!!";
	UPROPERTY()
	UHuman* Child;
}

UHuman* Human = NewObject<UHuman>();
UClass* UCHuman = UHuman::StaticClass();
// 转为对应的Property
if (FStrProperty* StrProperty = CastField<FStrProperty>(Property))
{
    // 取Property地址(因为属性系统知道属性在类内存中的偏移值)
    void* PropertyAddr = StrProperty->ContainerPtrToValuePtr<void>(Human);
    // 通过地址取值(其实就是类型转换,毕竟我们都拿到内存地址了)
    FString PropertyValue = StrProperty->GetPropertyValue(PropertyAddr);
    UE_LOG(LogTemp, Warning, TEXT("Property's Value is %s"), *PropertyValue);
}

但是这种使用只是最粗浅的使用,更多时候反射的应用对我们来说是无感知的,如网络同步,编辑器的属性编辑等,都是建立在反射系统之上的,反射系统更多是一个基层系统,辅助构建其他高层次的系统。

2. 反射整体结构

UE 的反射系统其整体的结构如下:

总体来说,其各种结构对应收集不同类型的反射信息:

  • UClass :收集类数据,描述一个类的成员变量,函数,父类等信息
  • UEnum:收集枚举数据
  • UScriptStruct :收集结构体数据
  • UFunction:收集函数信息
    以 UClass 为例,其采用 FProperty 来储存所有的简单属性信息(如 BoolInt),而一些复合类型数据则使用 UField 存储(如 AActorTArray)。这里需要认识到:UClass 等反射结构其本质上只是描述一个类的结构,本身与业务类无实际耦合关系,每个标记了 UCLASS(...) 宏的 class 都会有一个 UClass* Object 储存其反射信息。

3. 构建流程

从写代码的角度来说,我们只需要对变量,类等定义标注一个 宏,再 include 一个头文件就完事了,具体构建的过程则是由 UE 的编译工具去完成的。也就是 Unreal Build ToolUBT) 和 Unreal Header ToolUHT)。
接下来以前面的 class AWeapon 为例,展示其自动生成的内容和如何初始化其反射信息。

[!note]
UHT 是一个用于预处理源代码文件的工具,它可以识别 UCLASSUFUNCTION 等宏,并通过生成额外的 C++ 代码来扩展类的功能。UHT 还可以用于生成反射信息,例如类的元数据和属性信息,以便在运行时进行蓝图交互等操作。

UBT 是一个用于编译和链接 UE4 项目的构建系统。它可以自动管理项目中的依赖项,并生成可执行文件和动态链接库等二进制文件。UBT 还可以执行诸如打包、部署和测试等其他任务。

两个工具在 UE4 开发中密切相关,因为 UHT 生成的反射信息需要在 UBT 中使用,以便生成最终的可执行文件和动态链接库。因此,在构建 UE4 项目时,UBT 将首先调用 UHT 来处理源代码文件,然后使用生成的代码来编译和链接项目。

3.1 自动生成文件

在 [[原理#^644683|1.1 使用反射的准备工作]] 中,主要工作分为两步:

  • 标注宏信息(如 UCLASSUFUNCTIONUPROPERTY
  • 包含头文件 #include ${filename}.generated.h
    这里头文件是利用 UHT 工具扫描生成的,其附带还会生成一个 ${filename}.gen.cpp 的源文件。这两个文件主要负责两件事情:
  1. 定义一个或多个辅助类(根据 UCLASSUSTRUCT 等标注的结构数量),收集标注了宏信息的结构,该辅助类构造函数会返回一个构造好的 UClass
  2. 定义一个 FCompileDeferInfo 静态变量,其构造函数会在启动时将辅助类的信息导入到一个全局的容器中,启动时会遍历这个容器,构建好 UClass 等反射信息。
    其大致流程如下:

3.2 预生成代码

接下来分析预先生成的 generated.h 和 gen.cpp 都做了什么事情
一个 Class 需要注册反射信息时,其使用方式如下(有一个必要的前提条件为该 Class 的继承链中需要有 UObject):

#include "Weapon.generated.h" // 包含自动生成的头文件信息
UCLASS() // 注册类信息
class AWeapon : public AActor {
	GENERATED_BODY() // 生成类辅助代码
public:
	UPROPERTY()  // 注册类属性
	FName WeaponName;

	UFUNCTION() // 注册类成员函数
	void Fire();
}

可以看到其相关的宏主要有如下几个:

  • UCLASS
  • GENERATED_BODY
  • UPROPERTY
  • UFUNCTION
    这里首先需要了解这些宏背后都做了什么

3.2.1 宏展开

关键的宏定义如下:

/* 将 ABCD 4 个名称链接起来*/
#define BODY_MACRO_COMBINE_INNER(A,B,C,D) A##B##C##D
#define BODY_MACRO_COMBINE(A,B,C,D) BODY_MACRO_COMBINE_INNER(A,B,C,D)

/* 拼接成另一个宏 */
#define UCLASS(...) BODY_MACRO_COMBINE(CURRENT_FILE_ID,_,__LINE__,_PROLOG)
#define GENERATED_BODY(...) BODY_MACRO_COMBINE(CURRENT_FILE_ID,_,__LINE__,_GENERATED_BODY);

/* 纯标记,用给 UHT 扫描 */
#define UPROPERTY(...)  
#define UFUNCTION(...)

以 3.2 的示例为例,展开后内容大致如下:

UdemyProject_Source_UdemyProject_AWeapon_h_3_PROLOG // 注册类信息
class AWeapon : public AActor {
	UdemyProject_Source_UdemyProject_AWeapon_h_5_GENERATED_BODY // 生成类辅助代码
public:
	UPROPERTY()  // 由于是标记,这里展开之后是没有特殊信息的
	FName WeaponName;

	UFUNCTION() // 由于是标记,这里展开之后是没有特殊信息的
	void Fire();
}

可以看到展开后是一个个神秘的符号,其实这都是宏的名称,其定义在自动生成的 generated.h 文件中。
这里展示了一个特点,尽管不同的类都使用的相同的宏,但是 UHT 还是能保证扫描生成的文件信息唯一性。
这里主要关注两个宏:

  • GENERATED_BODY_LEGACY
  • GENERATED_BODY
    接着展示一下两个宏其对应的文件信息。
#define UdemyProject_Source_UdemyProject_AWeapon_h_3_PROLOG  
#define UdemyProject_Source_UdemyProject_AWeapon_h_5_GENERATED_BODY_LEGACY \  
PRAGMA_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS \  
public: \  
   UdemyProject_Source_UdemyProject_AWeapon_h_5_PRIVATE_PROPERTY_OFFSET \  
   UdemyProject_Source_UdemyProject_AWeapon_h_5_SPARSE_DATA \  
   UdemyProject_Source_UdemyProject_AWeapon_h_5_RPC_WRAPPERS \  
   UdemyProject_Source_UdemyProject_AWeapon_h_5_INCLASS \  
   UdemyProject_Source_UdemyProject_AWeapon_h_5_STANDARD_CONSTRUCTORS \  
public: \

#define UdemyProject_Source_UdemyProject_AWeapon_h_5_GENERATED_BODY \  
PRAGMA_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS \  
public: \  
   UdemyProject_Source_UdemyProject_AWeapon_h_5_PRIVATE_PROPERTY_OFFSET \  
   UdemyProject_Source_UdemyProject_AWeapon_h_5_SPARSE_DATA \  
   UdemyProject_Source_UdemyProject_AWeapon_h_5_RPC_WRAPPERS_NO_PURE_DECLS \  
   UdemyProject_Source_UdemyProject_AWeapon_h_5_INCLASS_NO_PURE_DECLS \  
   UdemyProject_Source_UdemyProject_AWeapon_h_5_ENHANCED_CONSTRUCTORS \  
private: \

可以看到 GENERATED_BODY_LEGACYGENERATED_BODY 的内容基本一致,查阅资料发现这主要是为了前向兼容。因此可以先忽略 GENERATED_BODY_LEGACY 内容,关注 GENERATED_BODY 的内容。
可以看到 GENERATED_BODY 又嵌套了一堆宏(宏的定义在自动生成的 generated.h 头文件),其展开之后才是真正的代码,比如

/* UFUNCTION Wrapper 函数 */
#define UdemyProject_Source_UdemyProject_AWeapon_h_5_RPC_WRAPPERS_NO_PURE_DECLS \   
DECLARE_FUNCTION(execFire);

可以对其完整展开,还原其最终的样貌

/* 该宏可以忽略 */
UdemyProject_Source_UdemyProject_AWeapon_h_5_GENERATED_BODY_LEGACY  
class AWeapon : public AActor {
public:
	/* 
	UdemyProject_Source_UdemyProject_AWeapon_h_5_RPC_WRAPPERS_NO_PURE_DECLS
	UFunction 的 Wrapper Function 集合
	*/
	static void execFire( UObject* Context, FFrame& Stack, RESULT_DECL );
private: 
	static void StaticRegisterNativesAWeapon(); 
	friend struct Z_Construct_UClass_AWeapon_Statics; 
public: 
	/* 
	DECLARE_CLASS(AWeapon, AActor, COMPILED_IN_FLAGS(0 | CLASS_Config), CASTCLASS_None, TEXT("/Script/UdemyProject"), NO_API) 
	类辅助定义相关 
	*/
private: \  
    AWeapon& operator=(AWeapon&&);   \  
    AWeapon& operator=(const AWeapon&);   \  
   TRequiredAPI static UClass* GetPrivateStaticClass(); \  
public: \  
   /** Bitwise union of #EClassFlags pertaining to this class.*/ \  
   enum {StaticClassFlags=COMPILED_IN_FLAGS(0 | CLASS_Config}; \  
   /** Typedef for the base class ({{ typedef-type }}) */ \  
   typedef AActor Super;\  
   /** Typedef for {{ typedef-type }}. */ \  
   typedef AWeapon ThisClass;\  
   /** Returns a UClass object representing this class at runtime */ \  
   inline static UClass* StaticClass() \  
   { \  
      return GetPrivateStaticClass(); \  
   } \  
   /** Returns the package this class belongs in */ \  
   inline static const TCHAR* StaticPackage() \  
   { \  
      return TEXT("/Script/UdemyProject"); \  
   } \  
   /** Returns the static cast flags for this class */ \  
   inline static EClassCastFlags StaticClassCastFlags() \  
   { \  
      return CASTCLASS_None; 
   } 
   /** For internal use only; use StaticConstructObject() to create new objects. */ 
   inline void* operator new(const size_t InSize, EInternal InInternalOnly, UObject* InOuter = (UObject*)GetTransientPackage(), FName InName = NAME_None, EObjectFlags InSetFlags = RF_NoFlags) 
   { 
      return StaticAllocateObject(StaticClass(), InOuter, InName, InSetFlags); 
   } 
   /** For internal use only; use StaticConstructObject() to create new objects. */ 
   inline void* operator new( const size_t InSize, EInternal* InMem ) \  
   { 
      return (void*)InMem; 
   }

	/* 序列化相关 */
	friend FArchive &operator<<( FArchive& Ar, AWeapon*& Res ) 
	{ 
	   return Ar << (UObject*&)Res; 
	}
	friend void operator<<(FStructuredArchive::FSlot InSlot, AWeapon*& Res) \  
	{ 
	   InSlot << (UObject*&)Res;
	}

	/* 构造函数相关 */
    /** Standard constructor, called after all reflected properties have been initialized */ 
   NO_API AWeapon(const FObjectInitializer& ObjectInitializer = FObjectInitializer::Get()) : Super(ObjectInitializer) { }; 
private: 
   /** Private move- and copy-constructors, should never be used */ 
   NO_API AWeapon(AWeapon&&);
   NO_API AWeapon(const AWeapon&); 
public: 
	/* 默认构造函数 */
	NO_API AWeapon(FVTableHelper& Helper);
	static UObject* __VTableCtorCaller(FVTableHelper& Helper)
	{
	   return new (EC_InternalUseOnlyConstructor, (UObject*)GetTransientPackage(), NAME_None, RF_NeedLoad | RF_ClassDefaultObject | RF_TagGarbageTemp) AWeapon(Helper);
	}
   static void __DefaultConstructor(const FObjectInitializer& X) { new((EInternal*)X.GetObj())AWeapon(X); }

public:
	UPROPERTY()  // 注册类属性
	FName WeaponName;

	UFUNCTION() // 注册类成员函数
	void Fire();
}

可以看到 GENERATED_BODY 宏为 AWeapon 扩展了很多功能,包括但不限于:

  • 增加了构造函数
  • 增加了序列化功能
  • UFunction 增加 Wrapper Function 以供调用
  • 增加获取当前父类以及当前类的 UClass 功能

3.2.2 gen.cpp 内容分析

gen.cpp 的内容主要为构建好描述 AWeapon 反射信息的 UClass

UFUNCTION 相关代码

首先以 AWeapon::Fire 为例,对其标记 UFUNCTION 后检查其生成的相关内容大致如下:

  1. 实现 Wrapper Function 的内容,这个接口主要供 蓝图 或者 RPC 使用。
DEFINE_FUNCTION(AWeapon::execFire)  
{  
   P_FINISH;  
   P_NATIVE_BEGIN;  
   P_THIS->Fire();  // 实际上就是调用了下 Navtive 的 Fire 函数
   P_NATIVE_END;  
}
  1. 生成一个结构体 FFunctionParams,储存构建 UFunction 所需的参数,并提供构建 UFunction 的方法,参数内容主要分为:
  • 函数的标记(比如标记为 Server 或者 Client 等)
  • 函数的名称
  • 函数的参数和返回值(其统一用一个 List 存储,每个元素会有一个 Flag 标记其是引用还是返回值还是普通参数)
  • 参数的数量
    /* 定义一个结构体,参数为构建一个 UFunction 所需要的参数 */
    struct Z_Construct_UFunction_AWeapon_Fire_Statics  
   {  
      static const UE4CodeGen_Private::FFunctionParams FuncParams;  
   };
   /* 初始化一个结构体 */
   const UE4CodeGen_Private::FFunctionParams Z_Construct_UFunction_AWeapon_Fire_Statics::FuncParams = 
   { (UObject*(*)())Z_Construct_UClass_AWeapon,
    nullptr,
    "Fire",
    nullptr,
    nullptr,
    0,
    nullptr,
    0,
    RF_Public|RF_Transient|RF_MarkAsNative,
	(EFunctionFlags)0x00020401,
	0,
	0, METADATA_PARAMS(Z_Construct_UFunction_AWeapon_Fire_Statics::Function_MetaDataParams, UE_ARRAY_COUNT(Z_Construct_UFunction_AWeapon_Fire_Statics::Function_MetaDataParams)) };  
	/* 生成一个构造方法,用来构造 AWeapon::Fire 的 UFunction 信息 */
	UFunction* Z_Construct_UFunction_AWeapon_Fire()  
	{  
	   static UFunction* ReturnFunction = nullptr;  
	   if (!ReturnFunction)  
	   {      UE4CodeGen_Private::ConstructUFunction(ReturnFunction, Z_Construct_UFunction_AWeapon_Fire_Statics::FuncParams);  
	   }   return ReturnFunction;  
	}

UPROPERTY 相关代码

类似生成 UFunction,此处由于 WeaponName 是基础类型,所以直接初始化一个 FNamePropertyParams 的结构体。
这里面就包含了:

  • 变量的名称
  • 变量的 Flag(比如标记为 Replicated)
  • 变量的偏移(方便从类指针从偏移获取该变量)
const UE4CodeGen_Private::FNamePropertyParams Z_Construct_UClass_AWeapon_Statics::NewProp_WeaponName = { 
"WeaponName",
nullptr,
(EPropertyFlags)0x0010000000000000,
UE4CodeGen_Private::EPropertyGenFlags::Name,
RF_Public|RF_Transient|RF_MarkAsNative,
1,
STRUCT_OFFSET(AWeapon, WeaponName), 
METADATA_PARAMS(Z_Construct_UClass_AWeapon_Statics::NewProp_WeaponName_MetaData,
UE_ARRAY_COUNT(Z_Construct_UClass_AWeapon_Statics::NewProp_WeaponName_MetaData)) };  

UCLASS 相关代码

前面定义的函数和成员变量的代码都已经生成完毕了,接下来看具体是如何将其结合到 Class 中的。
首先 gen.cpp 中会生成代码将 Function 和 Property 分开存储,定义如下:

/** 成员变量 **/
const UE4CodeGen_Private::FPropertyParamsBase* const Z_Construct_UClass_AWeapon_Statics::PropPointers[] = {  
   (const UE4CodeGen_Private::FPropertyParamsBase*)&Z_Construct_UClass_AWeapon_Statics::NewProp_WeaponName,  
};

/** 成员函数 **/
const FClassFunctionLinkInfo Z_Construct_UClass_AWeapon_Statics::FuncInfo[] = {  
   { &Z_Construct_UFunction_AWeapon_Fire, "Fire" }, // 2996945510  
};

接着提供构建 AWeaponUClass 信息,类似构建 UFunction 一般,其填充了一个 FClassParams 的结构体,主要内容包括但不限于:

  • 成员变量列表
  • 函数列表
  • 类标记(即 UCLASS 宏中标记)
const UE4CodeGen_Private::FClassParams Z_Construct_UClass_AWeapon_Statics::ClassParams = {  
   &AWeapon::StaticClass,  
   "Engine",  
   &StaticCppClassTypeInfo,  
   DependentSingletons,  
   FuncInfo,  
   Z_Construct_UClass_AWeapon_Statics::PropPointers,  
   nullptr,  
   UE_ARRAY_COUNT(DependentSingletons),  
   UE_ARRAY_COUNT(FuncInfo),  
   UE_ARRAY_COUNT(Z_Construct_UClass_AWeapon_Statics::PropPointers),  
   0,  
   0x008000A4u,  
   METADATA_PARAMS(Z_Construct_UClass_AWeapon_Statics::Class_MetaDataParams, UE_ARRAY_COUNT(Z_Construct_UClass_AWeapon_Statics::Class_MetaDataParams))  
};

然后提供一个构建 UClass 的接口

UClass* Z_Construct_UClass_AWeapon()  
{  
   static UClass* OuterClass = nullptr;  
   if (!OuterClass)  
   {      UE4CodeGen_Private::ConstructUClass(OuterClass, Z_Construct_UClass_AWeapon_Statics::ClassParams);  
   }   return OuterClass;  
}

至此,整个类的自动生成的反射代码基本描述完了。

3.2.3 小结

3.2 主要阐述自动生成的代码内容大致是什么东西,个人认为主要分为如下几点:

  • AWeapon 增加辅助接口(比如 Super,StaticClass,构造函数等)
  • 生成 AWeapon 中所有标记了 UPROPERTYUFUNCTION 的反射代码和构建接口
  • 生成 AWeapon 这个 Class 的反射代码和构建接口
    最后将接口暴露出去给引擎初始化调用即可。

3.3 初始化反射信息

3.2 中预生成的代码已经封装好所有反射结构的接口了,接下来只要调用就可以生成 AWeapon 的反射信息了。

3.3.1 入口调用

UE 中反射信息主要是在引擎启动时初始化的,主要利用 gen.cpp 中自动生成的一个静态变量

static FCompiledInDefer Z_CompiledInDefer_UClass_AWeapon(Z_Construct_UClass_AWeapon, &AWeapon::StaticClass, TEXT("/Script/UdemyProject"), TEXT("AWeapon"), false, nullptr, nullptr, nullptr);

其构造函数会将 构造 AWeapon 的 反射接口传入到一个全局容器,启动时会调用 UObjectLoadAllCompiledInDefaultProperties 遍历构造好 UClass。
大致伪代码如下:

// DeferredCompiledInRegistration 存储了 Z_Construct_UClass_AWeapon
static void UObjectLoadAllCompiledInDefaultProperties(){
	TArray<UClass* (*)()> PendingRegistrants = MoveTemp(DeferredCompiledInRegistration);  
	for (UClass* (*Registrant)() : PendingRegistrants)  
	{  
		// 此处调用 Registrant,也就会调用 Z_Construct_UClass_AWeapon
		UClass* Class = Registrant();  
		/* 省略一些代码 */
		NewClasses.Add(Class);  
	}
}

3.3.2 构建反射信息

AWeapon 反射信息的构建入口如下:

UClass* Z_Construct_UClass_AWeapon()  
{  
	static UClass* OuterClass = nullptr;  
	if (!OuterClass)  
	{      
	   UE4CodeGen_Private::ConstructUClass(OuterClass, Z_Construct_UClass_AWeapon_Statics::ClassParams);  
	}   
	return OuterClass;  
}

即使有多个 AWeapon 对象也是共用一个 UClass 来描述反射信息。其具体的调用链如下(下面的 AWeapon 可替换为任意自定义的 Class):

4. QA

4.1 如何利用 UClass 构建一个对象

以 SpawnActor 为例,其接口格式如下:

AActor* UWorld::SpawnActor( UClass* Class, FVector const* Location, FRotator const* Rotation, const FActorSpawnParameters& SpawnParameters )

UClass* 参数可以通过如 AWeapon::StaticClass() 或者 TSubClassOf<AWeapon>() 获取,核心调用链如下:

  • 准备构建参数,检查 SpawnParameters.template,如果不存在则使用 CDO (每个 UClass 创建时会有对应描述的 Class 的 Default Object,可以认为是调用了 Class 的默认构造函数构建出来的)
  • 调用 NewObject
    • StaticConstructObject_Internal
    • StaticAllocateObject
      • 检查对象是否已经存在
      • 不存在则调用 AllocateUObject 分配一个 UObject
    • 调用 UClass->ClassConstructor 在 UObject 上构建对应类
  • 返回 Actor

4.2 UClass 如何获取描述类的构造函数

4.1 中说到,UClass 是利用 ClassConstructor 来构建对应描述的 Class 对象的,ClassConstructor 初始化的时机在于构建 UClassUClass 的构建通过调用 TClass::StaticClass ,具体执行流程参考 [[Pasted image 20230329232659.png|3.3.2]] 中第二步初始化 UClass。
其具体初始化方式便是通过宏 DECLARE_CLASSIMPLEMENT_CLASS 来生成相应代码并将其传入到构建 UClass 的一环中。

4.3 UFunction 如何存储参数及返回值

回顾类图。

UFunction 的所有参数和返回值都存储在父类 UStruct::PropertyLink,这是一个链表结构,元素类型为 FProperty,通过遍历并且做标记比对来判断 Property 是参数还是返回值,以获取返回值为例,其操作如下:

/** 获取 UFunction 返回值 **/
FProperty* UFunction::GetReturnProperty() const  
{  
	for( TFieldIterator<FProperty> It(this); It && (It->PropertyFlags & CPF_Parm); ++It )  
	{      
		if( It->PropertyFlags & CPF_ReturnParm )  
		{
			return *It;  
		}   
	} 
	return NULL;  
}

4.4 UFunction 的执行

首先在 UE 中,粗分下来有两种函数:

  • 蓝图函数
  • C++ 函数
    UE 中用了一个 FUNC_Native 标记来区分,Native 函数是 C++ 函数,非 Native 函数则是蓝图函数。当执行 UFunction 时,需要调用 UFunction::Invoke 接口。接口会调用 UFunction::Func 函数指针。当 UFunction 类型为 Native 时,Func 指向实际调用的函数,反之 Func 则指向 UObject::ProcessInternal

蓝图函数的调用原理涉及到蓝图虚拟机,在[[蓝图与 CPP 之间相互调用|蓝图篇]]做补充。

4.5 RPC 函数如何执行的

这里以纯 C++ 实现武器开火为例,开火显然是一个需要服务器认证的 Function,为了能够在客户端上调用,服务器上执行,需要加上 Server 标记

#include "Weapon.generated.h" // 包含自动生成的头文件信息
UCLASS() // 注册类信息
class AWeapon : public AActor {
	GENERATED_BODY()
public:
	UFUNCTION(Server) /* client 调用,Server 执行 */
	void Fire(); /* 定义时只需要定义 Fire_Implementation */
}

接着需要在 Weapon.cpp 中定义 void Fire_Implementation() 接口,此接口为服务器收到请求后执行的接口。 在调用开火时,只需要如下操作,就可以从 client 调用到 server 的 fire 函数:

AWeapon* Weapon = GetWeapon();
Weapon->Fire();

这里的原理是 UHT 在对 RPC 函数会在 gen.cpp 中额外生成一个新的函数定义,格式如下:

/* gen.cpp */
void AWeapon::Fire()  
{  
   ProcessEvent(FindFunctionChecked(NAME_AWeapon_Fire),NULL);  
}

UObject::ProcessEvent 接口会调用 UObject::CallRemoteFuntion 将请求发送到服务器,服务器接受到请求后再利用反射查询要执行的函数名称和对象,再对其进行执行。

/* gen.cpp */
// 函数名称及执行函数关联起来
static const FNameNativePtrPair Funcs[] = {
	{"Fire", &AWeapon::execFire},
}

// 服务器执行的函数定义
DEFINE_FUNCTION(AWeapon::execFire)  
{  
   P_FINISH;  
   P_NATIVE_BEGIN;  
   P_THIS->SpawnHero13();  
   P_NATIVE_END;  
}

其执行流程大致如下:

posted @ 2023-03-30 15:18  lawliet9  阅读(733)  评论(0编辑  收藏  举报