xlua源码分析（六） C#与lua的交互总结

上一节我们分析了xlua对struct类型所做的优化，本节我们系统性地梳理一下xlua中C#与lua的交互。所谓C#与lua的交互，其实主要就分为两部分，第一是往lua层中传数据，第二则是从lua层中取数据。

Push

往lua层中传数据定义为Push，在C#的ObjectTranslator类中，可以看到Push所有支持类型到lua层的入口函数：

public void PushByType(RealStatePtr L,  T v)
{
    Action push_func;
    if (tryGetPushFuncByType(typeof(T), out push_func))
    {
        push_func(L, v);
    }
    else
    {
        PushAny(L, v);
    }
}

基础类型

int，double，string，bool等基础类型，在lua层中也能找到与之所对应的类型，所以处理起来最简单，直接调用lua API即可：

type	API
int	lua_pushinteger
double	lua_pushnumber
string	lua_pushstring
bool	lua_pushboolean

lua数据结构

之前的文章中分析过，xlua在C#中实现了映射lua table和lua function的类，默认无需额外生成代码的通用类叫做LuaTable和LuaFunction，以及通过接口或者委托的方式，生成代码的专用类XXXBridge和DelegateBridge类。它们都继承自LuaBase基类，而且本质上表示的是lua对象，所以push到lua层，也应该是push所持有的lua对象，而不是它自身。持有的lua对象保存在lua的registry表中，C#类记录了其reference：

internal virtual void push(RealStatePtr L)
{
    LuaAPI.lua_getref(L, luaReference);
}

值类型

为了性能考虑，C#层传递值类型时，对自定义的值类型，都会生成一个custom push函数，例如：

translator.RegisterPushAndGetAndUpdate(translator.PushUnityEngineVector2, translator.Get, translator.UpdateUnityEngineVector2);
translator.RegisterPushAndGetAndUpdate(translator.PushUnityEngineVector3, translator.Get, translator.UpdateUnityEngineVector3);
translator.RegisterPushAndGetAndUpdate(translator.PushUnityEngineVector4, translator.Get, translator.UpdateUnityEngineVector4);
translator.RegisterPushAndGetAndUpdate(translator.PushUnityEngineColor, translator.Get, translator.UpdateUnityEngineColor);
translator.RegisterPushAndGetAndUpdate(translator.PushUnityEngineQuaternion, translator.Get, translator.UpdateUnityEngineQuaternion);
translator.RegisterPushAndGetAndUpdate(translator.PushUnityEngineRay, translator.Get, translator.UpdateUnityEngineRay);
translator.RegisterPushAndGetAndUpdate(translator.PushUnityEngineBounds, translator.Get, translator.UpdateUnityEngineBounds);
translator.RegisterPushAndGetAndUpdate(translator.PushUnityEngineRay2D, translator.Get, translator.UpdateUnityEngineRay2D);

值类型主要分为两种，一是enum，一是struct。对于enum，由于enum是全局唯一的，所以xlua在lua层以一个全局的table记录它，enum中的每一个元素都对应table中的一个userdata。而struct则有两种映射方式，一种是userdata，userdata直接保存struct的数据，一种是table，struct中的每个字段对应了table的每个key。如果该值类型找不到相应的custom push函数，那就当做C#引用类型来处理了。

引用类型

C#引用类型的对象，会当作一个userdata，push到lua层，push之前会在C#层中进行缓存，并返回一个缓存的index，这个index将作为lua层缓存中的key，与userdata相关联。

Get

从lua层中取数据，则要复杂一些，因为C#类型相比于lua类型来说，要多得多。同样ObjectTranslator类中也有一个包含一切的Get函数：

public void服务器托管网 Get(RealStatePtr L, int index, out T v)
{
    Func get_func;
    if (tryGetGetFuncByType(typeof(T), out get_func))
    {
        v = get_func(L, index);
    }
    else
    {
        v = (T)GetObject(L, index, typeof(T));
    }
}

基础类型

int，double，string，bool等基础类型，这些类型与push类似，直接调用API：

type	API
int	lua_tointeger
double	lua_tonumber
string	lua_tostring
bool	lua_toboolean

lua数据结构

与push时对应，要把lua栈上的值转换为LuaTable和LuaFunction这类对象，要么它是userdata，要么它就是对应的lua数据结构，此时get会把table或function缓存到registry表中，返回reference到C#层，用来创建LuaTable和LuaFunction对象。

private object getLuaTable(RealStatePtr L, int idx, object target)
{
    if (LuaAPI.lua_type(L, idx) == LuaTypes.LUA_TUSERDATA)
    {
        object obj = translator.SafeGetCSObj(L, idx);
        return (obj != null && obj is LuaTable) ? obj : null;
    }
    if (!LuaAPI.lua_istable(L, idx))
    {
        return null;
    }
    LuaAPI.lua_pushvalue(L, idx);
    return new LuaTable(LuaAPI.luaL_ref(L), translator.luaEnv);
}

值类型

对于自定义的值类型，C#都有与之对应的custom get函数，如果lua栈上的值是userdata，就尝试从userdata中获取值类型中的数据；如果是table，就尝试根据值类型的字段名称，获取table中的值。这两种方法我们之前也都分析过了。

public void Get(RealStatePtr L, int index, out UnityEngine.Vector2 val)
{
    LuaTypes type = LuaAPI.lua_type(L, index);
    if (type == LuaTypes.LUA_TUSERDATA )
    {
        if (LuaAPI.xlua_gettypeid(L, index) != UnityEngineVector2_TypeID)
        {
            throw new Exception("invalid userdata for UnityEngine.Vector2");
        }
        
        IntPtr buff = LuaAPI.lua_touserdata(L, index);if (!CopyByValue.UnPack(buff, 0, out val))
        {
            throw new Exception("unpack fail for UnityEngine.Vector2");
        }
    }
    else if (type ==LuaTypes.LUA_TTABLE)
    {
        CopyByValue.UnPack(this, L, index, out val);
    }
    else
    {
        val = (UnityEngine.Vector2)objectCasters.GetCaster(typeof(UnityEngine.Vector2))(L, index, null);
    }
}

引用类型

对于一般的引用类型对象，C#层有一个genCaster函数，根据对象类型动态生成get函数。这个函数体比较庞大复杂，首先会判断lua栈上的值是否为userdata，如果是则尝试从C#对象缓存中根据userdata的key取出对应的object，取出成功则直接返回。但如果取出失败，则需要根据类型的不同，去处理不同的逻辑。

例如，如果引用类型为Delegate，则需要判断是否是lua function映射到delegate的情况，如果是则需要返回包装好lua function的delegate。这些包装函数也是自动生成的，位于DelegatesGensBridge这个文件中：

public override Delegate GetDelegateByType(Type type)
{

    if (type == typeof(System.Action))
    {
        return new System.Action(__Gen_Delegate_Imp0);
    }

    if (type == typeof(UnityEngine.Events.UnityAction))
    {
        return new UnityEngine.Events.UnityAction(__Gen_Delegate_Imp0);
    }

    if (type == typeof(System.Func))
    {
        return new System.Func(__Gen_Delegate_Imp1);
    }

    ...

    return null;
}

类似地，如果引用类型为interface，则需要考虑是否是lua table映射到interface的情况，如果是则需要返回包装好lua table的interface。包装类的字段对应table中的字段，方法则对应table中所包含的function。包装类也是自动生成的，在XLuaGenAutoRegister这个文件里：

static void Init(LuaEnv luaenv, ObjectTranslator translator)
{
    translator.AddInterfaceBridgeCreator(typeof(System.Collections.IEnumerator), SystemCollectionsIEnumeratorBridge.__Create);
    
    translator.AddInterfa服务器托管网ceBridgeCreator(typeof(XLuaTest.IExchanger), XLuaTestIExchangerBridge.__Create);
    
    translator.AddInterfaceBridgeCreator(typeof(Tutorial.CSCallLua.ItfD), TutorialCSCallLuaItfDBridge.__Create);
    
    translator.AddInterfaceBridgeCreator(typeof(XLuaTest.InvokeLua.ICalc), XLuaTestInvokeLuaICalcBridge.__Create);
    
}

除此之外，xlua对于一般的引用对象，还支持更灵活的方式，如果lua栈上的值为table，则会自动地通过反射，获取C#对象的field info，根据field name获取table中的值，然后再根据field type调用合适的get函数填充C#对象的field value。

foreach (FieldInfo field in type.GetFields())
{
    LuaAPI.xlua_pushasciistring(L, field.Name);
    LuaAPI.lua_rawget(L, idx);
    if (!LuaAPI.lua_isnil(L, -1))
    {
        try
        {
            field.SetValue(obj, GetCaster(field.FieldType)(L, n + 1,
                    target == null || field.FieldType.IsPrimitive() || field.FieldType == typeof(string) ? null : field.GetValue(obj)));
        }
        catch (Exception e)
        {
            throw new Exception("exception in tran " + field.Name + ", msg=" + e.Message);
        }
    }
    LuaAPI.lua_pop(L, 1);
}

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