Unity热更新 xLua

xLua是Unity3D下Lua编程解决方案，自2016年初推广以来，已经应用于十多款腾讯自研游戏，因其良好性能、易用性、扩展性而广受好评。现在，腾讯已经将xLua开源到GitHub。

2016年12月末，xLua刚刚实现新的突破：全平台支持用Lua修复C#代码bug。

目前Unity下的Lua热更新方案大多都是要求要热更新的部分一开始就要用Lua语言实现，不足之处在于：

接入成本高，有的项目已经用C#写完了，这时要接入需要把需要热更的地方用Lua重新实现；
即使一开始就接入了，也存在同时用两种语言开发难度较大的问题；
Lua性能不如C#；

xLua热补丁技术支持在运行时把一个C#实现（函数，操作符，属性，事件，或者整个类）替换成Lua实现，意味着你可以：

平时用C#开发；
运行也是C#，性能秒杀Lua；
有bug的地方下发个Lua脚本fix了，下次整体更新时可以把Lua的实现换回正确的C#实现，更新时甚至可以做到不重启游戏；这个新特性iOS，Android，Window，Mac都测试通过了，目前在做一些易用性优化。

xLua插件下载地址：https://github.com/Tencent/xLua

xLua的使用

创建工程并导入xLua插件

通过xLua插件运行lua程序

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using XLua;

public class MyHelloWorld : MonoBehaviour {

	void Start () {
        // 创建lua环境
        LuaEnv luaenv = new LuaEnv();
        // 运行Lua代码
        luaenv.DoString("print('Hello World')");
        // 关闭Lua环境
        luaenv.Dispose();
	}
}

可以看到，输出了打印，前缀有Lua的标识表示这是由Lua中的方法执行的

反过来，也可以使用lua调用C#中的程序

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using XLua;

public class MyHelloWorld : MonoBehaviour {

	void Start () {
        // 创建lua环境
        LuaEnv luaenv = new LuaEnv();
        // 运行Lua代码
        //luaenv.DoString("print('Hello World')");
        luaenv.DoString("CS.UnityEngine.Debug.Log('Hello World')");
        // 关闭Lua环境
        luaenv.Dispose();
	}
}

这个时候，打印前就没有Lua标识符了，表示这是由C#中代码执行的

上面是C#和Lua之间的简单调用，但是在实际工作中，我们不可能这么写。我们的做法是写好Lua文件后，在C#中加载这个文件，然后使用其中的函数功能。

首先我们创建好一个Lua文件，然后在C#中加载后使用

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using XLua;

public class MyHello : MonoBehaviour {

	void Start () {
        TextAsset t = Resources.Load<TextAsset>("helloworld.lua");

        LuaEnv luaenv = new LuaEnv();
        luaenv.DoString(t.ToString());
        luaenv.Dispose();
	}
}

注意：在加载的时候，我们使用的是TextAsset文本格式，它默认识别的后缀为.txt，所以我们上面创建的lua文件后缀不是.lua，但是为了让我们方便的看出它是一个lua文件，所以取名的时候使用.lua.txt。

除了上面的加载方法外，更常用的方法是使用require加载

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using XLua;

public class MyHello : MonoBehaviour {

	void Start () {
        LuaEnv luaenv = new LuaEnv();
        luaenv.DoString("require 'helloworld'");
        luaenv.Dispose();
	}
}

require实际上是调一个个的loader去加载，有一个成功则不再往下尝试，全部失败则报文件找不到。目前Lua除了原生的loader外，还添加了从Resources加载的loader，需要注意的是Resources只支持有限的后缀，放在Resources下的lua文件需要加上.txt后缀。

自定义loader

我们发现上面的lua文件都是放在Resources文件夹下，因为原生的loader会在这个下面去加载。在我们的项目中，可能我们的lua文件放在自定义的文件夹下，这个时候就需要我们自定义loader，在xLua加自定义loader是很简单的，只涉及到一个接口：

public delegate byte[] CustomLoader(ref string filepath);

public void LuaEnv.AddLoader(CustomLoader loader)

通过AddLoader可以注册个回调，该回调参数是字符串，lua代码里头调用require时，参数将会透传给回调，回调中就可以根据这个参数去加载指定文件，如果需要支持调试，需要把filepath修改为真实路径传出。该回调返回值是一个byte数组，如果为空表示该loader找不到，否则则为lua文件的内容。

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using XLua;
using System.IO;

public class CreateNewLoader : MonoBehaviour {

	void Start () {
        LuaEnv luaenv = new LuaEnv();
        // 自定义loader
        luaenv.AddLoader(MyLoader);
        luaenv.DoString("require 'newloaderText'");
        luaenv.Dispose();
	}
	
    private byte[] MyLoader(ref string filePath)
    {
        string absPath = Application.streamingAssetsPath + "/" + filePath + ".lua.txt";
        return System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(File.ReadAllText(absPath));
    }
}

上面代码中我们定义的lua文件为“newloaderText.lua”，该文件位于“StreamingAssets”文件夹下，该文件夹与Assets文件夹同级，所以在后面设置路径的时候使用系统自带的函数“Application.streamingAssetsPath”可以找到该文件夹。当然，我们也可以自定义文件夹的位置，后面的路径改一下就行。

上面的执行过程，注册回调后，调用require的时候，将“newloaderText”传递给回调函数"MyLoader"，在此回调函数中我们加载到指定文件然后传回来使用。

C#访问Lua 获取全局变量

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using XLua;

public class CSharpCallLua : MonoBehaviour {

	void Start () {
        LuaEnv luaenv = new LuaEnv();
        luaenv.DoString("require 'CSharpCallLua'");
        // 获取lua中的全局变量
        int num = luaenv.Global.Get<int>("num");
        string name = luaenv.Global.Get<string>("name");
        bool isPause = luaenv.Global.Get<bool>("isPause");
        Debug.Log("num:" + num);
        Debug.Log("name:" + name);
        Debug.Log("isPause:" + isPause);
        luaenv.Dispose();
	}
}

使用函数LuaEnv.Global就能访问，其中，luaenv.Global.Get<int>("num")中，<int>指的是要转换成的类型，"num"是在lua中定义的变量名

C#访问Lua 获取全局table

映射到普通class或struct：定义一个class或者struct，有对应于table的字段的public属性，而且有无参数构造函数即可，比如对于{f1 = 100, f2 = 100}可以定义一个包含public int f1;public int f2;的class。这种方式下xLua会帮你new一个实例，并把对应的字段赋值过去。table的属性可以多于或者少于class的属性。可以嵌套其它复杂类型。

注意：lua的table中的字段名和C#的class中的字段名要一一对应（名字也要相同），否则取不到值。此种方式为值拷贝，修改class的字段值不会同步到table，反过来也不会。使用此种方式，不能访问lua的函数。

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using XLua;

public class CSharpCallLua : MonoBehaviour {

	void Start () {
        LuaEnv luaenv = new LuaEnv();
        luaenv.DoString("require 'CSharpCallLua'");
        // 获取lua中的全局table
        Person p = luaenv.Global.Get<Person>("Person");
        Debug.Log("name:" + p.name);
        Debug.Log("age:" + p.age);
        luaenv.Dispose();
	}

    class Person
    {
        public string name;
        public int age;
    }
}

映射到interface：这种方式依赖于生成代码（如果没生成代码会抛InvalidCastException异常），代码生成器会生成这个interface的实例，如果get一个属性，生成代码会get对应的table字段，如果set属性也会设置对应的字段。甚至可以通过interface的方法访问lua的函数。

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using XLua;

public class CSharpCallLua : MonoBehaviour {

	void Start () {
        LuaEnv luaenv = new LuaEnv();
        luaenv.DoString("require 'CSharpCallLua'");

        // 获取lua中的全局table(映射到interface)
        Person_1 p1 = luaenv.Global.Get<Person_1>("Person");
        Debug.Log("name:" + p1.name);
        Debug.Log("age:" + p1.age);
        p1.eat("apple");
        luaenv.Dispose();
	}

    [CSharpCallLua]
    interface Person_1
    {
        string name { get;set;}
        int age { get; set; }
        void eat(string str);
    }
}

注意：在lua中定义函数的时候，第一个参数是arg，需要写上，名字随意取都行，这里写的self。在C#中定义接口的时候，要加上标签[CSharpCallLua]

映射到Dictionary<>，List<>

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using XLua;

public class CSharpCallLua : MonoBehaviour {

	void Start () {
        LuaEnv luaenv = new LuaEnv();
        luaenv.DoString("require 'CSharpCallLua'");

        // 获取lua中的全局table(通过Dictionary)
        Dictionary<string, object> dict = luaenv.Global.Get<Dictionary<string, object>>("Person");
        foreach(string key in dict.Keys)
        {
            print("key:" + key + "   value:" + dict[key]);
        }
        luaenv.Dispose();
	}
}

注意：映射到Dictionary<>的时候，只映射了Lua中键值对的形式，普通的值没有映射过来

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using XLua;

public class CSharpCallLua : MonoBehaviour {

	void Start () {
        LuaEnv luaenv = new LuaEnv();
        luaenv.DoString("require 'CSharpCallLua'");

        // 获取lua中的全局table(通过List)
        List<object> list = luaenv.Global.Get<List<object>>("Person");
        foreach(object o in list)
        {
            print(o);
        }
        luaenv.Dispose();
	}
}

注意：映射到List<>的时候，只映射了Lua中值的形式，键值对的形式没有映射过来

映射到LuaTable类：这种方式不常用，也不建议使用

C#访问Lua 获取全局函数

映射到delegate：这种是建议的方式，性能好很多，而且类型安全。缺点是要生成代码（如果没生成代码会抛InvalidCastException异常）。

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using XLua;

public class CSharpCallLua : MonoBehaviour {

	void Start () {
        LuaEnv luaenv = new LuaEnv();
        luaenv.DoString("require 'CSharpCallLua'");

        // 访问lua中的全局函数(映射到delegate)
        Add add = luaenv.Global.Get<Add>("add");
        int res1 = 0; int res2 = 0;
        int res = add(3, 4, out res1, out res2);
        print("res:" + res);
        print("res1:" + res1);
        print("res2:" + res2);
        add = null;
        luaenv.Dispose();
	}

    [CSharpCallLua]
    delegate int Add(int a, int b, out int res1, out int res2);
}

注意：使用delegate需要添加特性[CSharpCallLua]，如果lua中函数返回多值，在C#中只能接收一个值，其它值从左往右映射到c#的输出参数，输出参数包括返回值，out参数，ref参数。

映射到LuaFunction：这个性能不好，不建议使用

Lua访问C#

在C#这样new一个对象：

var newGameObj = new UnityEngine.GameObject();

对应到Lua是这样：

local newGameObj = CS.UnityEngine.GameObject()

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using XLua;

public class LuaCallCSharp : MonoBehaviour {

	void Start () {
        LuaEnv luaenv = new LuaEnv();
        luaenv.DoString("require 'LuaCallCS'");
        luaenv.Dispose();
	}
}