XLua 原理分析三

前面已经介绍了Lua与C#的基础通信原理，和Wrap中间文件的作用。有了前面2篇的基础，大概已经能搞清这块的原理。

为了加深对这块的印象，这里开始正式分析Xlua中的Lua和C#的通信。

一、Lua如何调用CS的过程

lua的初始化代码：

private string init_xlua = @" local metatable = {}local rawget = rawgetlocal setmetatable = setmetatablelocal import_type = xlua.import_typelocal import_generic_type = xlua.import_generic_typelocal load_assembly = xlua.load_assemblyfunction metatable:__index(key) local fqn = rawget(self,'.fqn')fqn = ((fqn and fqn .. '.') or '') .. keylocal obj = import_type(fqn)if obj == nil then-- It might be an assembly, so we load it too.obj = { ['.fqn'] = fqn }setmetatable(obj, metatable)elseif obj == true thenreturn rawget(self, key)end-- Cache this lookuprawset(self, key, obj)return objendfunction metatable:__newindex()error('No such type: ' .. rawget(self,'.fqn'), 2)end-- A non-type has been called; e.g. foo = System.Foo()function metatable:__call(...)local n = select('#', ...)local fqn = rawget(self,'.fqn')if n > 0 thenlocal gt = import_generic_type(fqn, ...)if gt thenreturn rawget(CS, gt)endenderror('No such type: ' .. fqn, 2)endCS = CS or {}setmetatable(CS, metatable)typeof = function(t) return t.UnderlyingSystemType endcast = xlua.castif not setfenv or not getfenv thenlocal function getfunction(level)local info = debug.getinfo(level + 1, 'f')return info and info.funcendfunction setfenv(fn, env)if type(fn) == 'number' then fn = getfunction(fn + 1) endlocal i = 1while true dolocal name = debug.getupvalue(fn, i)if name == '_ENV' thendebug.upvaluejoin(fn, i, (function()return envend), 1)breakelseif not name thenbreakendi = i + 1endreturn fnendfunction getfenv(fn)if type(fn) == 'number' then fn = getfunction(fn + 1) endlocal i = 1while true dolocal name, val = debug.getupvalue(fn, i)if name == '_ENV' thenreturn valelseif not name thenbreakendi = i + 1endendendxlua.hotfix = function(cs, field, func)if func == nil then func = false endlocal tbl = (type(field) == 'table') and field or {[field] = func}for k, v in pairs(tbl) dolocal cflag = ''if k == '.ctor' thencflag = '_c'k = 'ctor'endlocal f = type(v) == 'function' and v or nilxlua.access(cs, cflag .. '__Hotfix0_'..k, f) -- at least onepcall(function()for i = 1, 99 doxlua.access(cs, cflag .. '__Hotfix'..i..'_'..k, f)endend)endxlua.private_accessible(cs)endxlua.getmetatable = function(cs)return xlua.metatable_operation(cs)endxlua.setmetatable = function(cs, mt)return xlua.metatable_operation(cs, mt)endxlua.setclass = function(parent, name, impl)impl.UnderlyingSystemType = parent[name].UnderlyingSystemTyperawset(parent, name, impl)endlocal base_mt = {__index = function(t, k)local csobj = t['__csobj']local func = csobj['<>xLuaBaseProxy_'..k]return function(_, ...)return func(csobj, ...)endend}base = function(csobj)return setmetatable({__csobj = csobj}, base_mt)end";

这段在该系列的一里有介绍，就是弄了个CS的table。CS设置了原方法：

__index：查找方法，先看有没有加载过，没有就加载，设置元表是metatable（和CS同一个元表）。然后返回。

import_type：对应C#的ImportType方法。
映射的建立在这里：

压栈import_type字符，压栈C#ImportType方法，压栈raw_set并执行。

C#对应方法：先查有没有映射过，没有就映射然后缓存压栈。

__newindex:调用就报错，可能为了防止查bug不好查吧。

__call:对应C#的构造方法

查找C#的类，优先去调Wrap适配代码，没有就反射查找调用。

Wrap文件加载都会调到__Register进行Lua表的注册，如：

Util的RegisterFunc就是把Lua的元表元素与C#对应的方法进行映射

idx可以简单理解为定义的值

反射部分代码：

在Lua虚拟机创建新的table，然后为其先收集元数据。对应在table里同名进行映射。相比较Wrap模式代码，性能比较浪费。

注册方法为例图示：

最后不论哪种模式，都会走到SetCSTable，期目的是创建一个luatable并把对应C#方法塞进来。

反射的调用走的

把lua和C#靠一个映射关系联系起来，对应key

总结：

1.xlua在程序运行时，先调用init_xlua。目的是创建CS表并且设置__index,__call元方法

2.lua调用C#时，触发元方法，先找缓存没缓存优先加载Wrap文件注册，没有就反射查找。属性什么的都用rawset设置lua与C#方法进行映射

Wrap模式：

反射模式：

3.运行维护堆栈来进行通信（lua找C#对象也就是个Int索引，不会真把内存都压栈给lua）

二、CS如何调用Lua的过程

2.1 C#如何Get Lua代码的数据

ObjectCasters：负责转换lua的数据到C#

看个简单的：

从lua堆栈中取元素，然后转化。取LuaTable也差不多

从下面这段可以看出对应C#而言，lua的table就是一个指针，只需要对应的类来处理这个指针相关的信息就可以达到对lua table操作。

需要注意每次这里都是new个新的table，为了保证唯一性，项目里可以搞个缓存记录一下。避免出现好多个c#的LuaTable指向同一个Lua里的Table。

2.2 C#如何调用lua的方法

这块比较简单，就是简单的压栈操作调用call方法。直接看代码直观

  public object[] Call(object[] args, Type[] returnTypes){
#if THREAD_SAFE || HOTFIX_ENABLElock (luaEnv.luaEnvLock){
#endifint nArgs = 0;var L = luaEnv.L;var translator = luaEnv.translator;int oldTop = LuaAPI.lua_gettop(L);int errFunc = LuaAPI.load_error_func(L, luaEnv.errorFuncRef);LuaAPI.lua_getref(L, luaReference);if (args != null){nArgs = args.Length;for (int i = 0; i < args.Length; i++){translator.PushAny(L, args[i]);}}int error = LuaAPI.lua_pcall(L, nArgs, -1, errFunc);if (error != 0)luaEnv.ThrowExceptionFromError(oldTop);LuaAPI.lua_remove(L, errFunc);if (returnTypes != null)return translator.popValues(L, oldTop, returnTypes);elsereturn translator.popValues(L, oldTop);
#if THREAD_SAFE || HOTFIX_ENABLE}
#endif}

2.3 C#如何设置lua的属性

Set也比较简单，入栈lua部分的key和C#的value直接调用一个 LuaAPI.xlua_psettable。然后再还原堆栈信息

        public void Set<TKey, TValue>(TKey key, TValue value){
#if THREAD_SAFE || HOTFIX_ENABLElock (luaEnv.luaEnvLock){
#endifvar L = luaEnv.L;int oldTop = LuaAPI.lua_gettop(L);var translator = luaEnv.translator;LuaAPI.lua_getref(L, luaReference);translator.PushByType(L, key);translator.PushByType(L, value);if (0 != LuaAPI.xlua_psettable(L, -3)){luaEnv.ThrowExceptionFromError(oldTop);}LuaAPI.lua_settop(L, oldTop);
#if THREAD_SAFE || HOTFIX_ENABLE}
#endif}

测试代码：

        private void Demo5(){LuaEnv luaenv = new LuaEnv();luaenv.DoString(@"luaTable = {a=123,b=456,c=789}function luaTable:Func()print('testLua:'.. tostring(self.a))end go = CS.UnityEngine.GameObject()go.name = 'luaGo'");LuaTable luaTable = luaenv.Global.Get<LuaTable>("luaTable");LuaFunction func = luaTable.Get<LuaFunction>("Func");int a = luaTable.Get<int>("a");func.Call(luaTable);luaTable.Set("a",999);func.Call(luaTable);GameObject go = luaenv.Global.Get<GameObject>("go");go.name = "CSharpGo";luaenv.Dispose();}