XCEngine/docs/api/XCEngine/Scripting/ScriptEngine/ScriptEngine.md

# ScriptEngine

**命名空间**: `XCEngine::Scripting`

**类型**: `class (singleton)`

**头文件**: `XCEngine/Scripting/ScriptEngine.h`

**描述**: 当前脚本系统的总调度器，负责运行时启停、脚本实例追踪、生命周期调用、脚本类发现和字段模型拼装。

## 概览

`ScriptEngine` 是当前脚本模块里最重要的原生协调者。它自己不执行脚本字节码，也不保存场景资产，而是把下面几层真正串起来：

- `SceneRuntime` 提供“场景开始运行 / 停止运行 / 每帧更新”的入口。
- `ScriptComponent` 提供脚本绑定与字段缓存。
- `IScriptRuntime` 提供具体脚本后端能力。

这也是商业引擎里最常见的做法之一：生命周期顺序和场景级追踪必须掌握在原生调度器手里，不能散落在各个后端实现里，否则脚本后端一换，Play 模式语义就会漂。

当前它的核心职责包括：

- 在运行时开始时收集场景中的脚本组件并建立追踪表。
- 订阅 `Scene::OnGameObjectCreated()`，把运行中创建的新对象也纳入脚本追踪。
- 保存运行时固定步长配置，并把它暴露给托管时间查询接口。
- 根据对象激活状态、组件启用状态和脚本类绑定状态决定脚本是否应当运行。
- 按顺序创建实例、调用 `Awake / OnEnable / Start / FixedUpdate / Update / LateUpdate`。
- 在运行时字段、本地字段缓存、类元数据和类默认值之间建立一致的读取模型。
- 为编辑器 / Inspector 提供脚本类列表、字段模型、批量写入和清除覆盖能力。

## 生命周期主控

- [Get](Get.md) 返回进程级单例。
- 默认运行时是内部持有的 `NullScriptRuntime`。
- [SetRuntime](SetRuntime.md) 可替换具体后端；传 `nullptr` 时回退到空运行时。
- [OnRuntimeStart](OnRuntimeStart.md) 启动整条脚本运行链路。
- [OnRuntimeStop](OnRuntimeStop.md) 停止运行、销毁活体实例并清理跟踪表。

`OnRuntimeStart()` 的当前流程有两个很重要的实现细节：

- 它会先暂存当前 fixed delta 配置，再内部调用一次 `OnRuntimeStop()` 清旧状态，然后把配置写回去。
- 它会在通知运行时启动后，再递归收集场景中的脚本组件，并订阅 `Scene::OnGameObjectCreated()`。

这让“切场景 / 重启 Play 模式 / 运行中生成对象”的脚本生命周期都收口到一条统一流程里。

## 固定步长配置与托管时间

`ScriptEngine` 当前把“固定步长配置值”和“某次 fixed tick 的实际回调参数”分成了两层：

- [SetRuntimeFixedDeltaTime](SetRuntimeFixedDeltaTime.md) 写入的是引擎保存的配置值。
- [OnFixedUpdate](OnFixedUpdate.md) 使用的是调用方本次传入的 `fixedDeltaTime`。

通常这两者应该保持一致，但当前代码不会自动强制它们一致。

另外还要注意两点：

- [OnRuntimeStart](OnRuntimeStart.md) 会在内部 stop/start 之间保留启动前配置的 fixed delta。
- [OnRuntimeStop](OnRuntimeStop.md) 完成后会把配置重置回 [DefaultFixedDeltaTime](DefaultFixedDeltaTime.md)。

Mono 侧 `Time.fixedDeltaTime` 当前直接读取 [GetRuntimeFixedDeltaTime](GetRuntimeFixedDeltaTime.md)，而 `Time.deltaTime` 则来自每次生命周期回调传入的 delta。因此脚本里这两个时间值虽然名字相近，但当前来源并不相同。

## 运行时追踪模型

当前 `ScriptEngine` 通过 `(gameObjectUUID, scriptComponentUUID)` 唯一标识一个脚本实例状态，并保存：

- `context`
- `instanceCreated`
- `awakeCalled`
- `enabled`
- `startCalled`
- `startPending`

这说明当前生命周期状态是显式状态机，而不是每次调用都从托管世界反查。好处是：

- 生命周期顺序可控。
- 运行中增删对象时更容易保持稳定顺序。
- 后端只需要关心“如何创建 / 销毁 / 调方法”，而不需要再自己维护一份场景状态机。

`ShouldScriptRun()` 当前还明确要求以下条件同时成立：

- 运行时已经启动。
- `state.context.scene == m_runtimeScene`。
- 场景处于激活状态。
- `GameObject` 处于 hierarchy active。
- `ScriptComponent` 已启用。
- `ScriptComponent` 当前仍有脚本类绑定。

## 生命周期调用与字段回写

`ScriptEngine` 不是只做“调方法”这么简单。当前 `InvokeLifecycleMethod()` 在每次调用运行时生命周期方法后，都会立即调用 `SyncManagedFieldsToStorage()`。

这意味着：

- 字段模型中的活体值和本地存储值会在生命周期边界上持续靠拢。
- Inspector 或调试工具不需要等到运行时结束，才有机会看到脚本侧最新写回的字段。
- 当前回写策略仍然是保守的，只同步本地已存在且类型匹配的字段。

这也是为什么 `ScriptEngine` 既是生命周期总调度器，也是脚本字段数据服务入口。

## 脚本类发现与重绑定

除了生命周期调度，`ScriptEngine` 还负责把运行时暴露成编辑器可消费的数据接口：

- `TryGetAvailableScriptClasses()` 返回排序后的 `ScriptClassDescriptor` 列表，并可按程序集过滤。
- `TryGetScriptFieldModel()` 会把类声明字段、运行时默认值、存储覆盖值和活体托管值融合成 `ScriptFieldModel`。
- `ApplyScriptFieldWrites()` 会逐项返回 `Applied / UnknownField / TypeMismatch / StoredOnlyField` 等状态。
- `ClearScriptFieldOverrides()` 会把声明字段重置回类默认值，并删除本地存储中的覆盖项。

类重绑定链路也收口在这里：

- `ScriptComponent::SetScriptClass()` / `ClearScriptClass()` 先更新组件上的绑定字符串。
- 然后由 `ScriptEngine::OnScriptComponentClassChanged()` 负责停掉旧实例、移除旧跟踪、按新绑定重新跟踪。
- 如果新绑定满足运行条件，会立即尝试 `EnsureScriptReady()`，也就是创建实例并补发 `Awake / OnEnable`。

需要注意的是，`OnScriptComponentClassChanged()` 并不会回滚 `ScriptComponent` 上已经写入的新绑定。如果新类在运行时里不存在，或 `CreateScriptInstance()` 失败，组件仍然保持新绑定，只是当前没有活体实例。

## 线程语义

- 当前实现没有锁。
- 应视为主线程运行时服务。
- 不应该在并发线程里同时改脚本组件集合和驱动脚本生命周期。

## 当前实现边界

- 只跟踪当前运行场景里的脚本组件。
- `Start` 生命周期会在第一次 `OnUpdate()` 前补发一次，而不是在 `OnRuntimeStart()` 里立即调用。
- 当前不会自动把 [SetRuntimeFixedDeltaTime](SetRuntimeFixedDeltaTime.md) 的配置值与 [OnFixedUpdate](OnFixedUpdate.md) 的参数强制同步；时间系统调用方需要自己保持一致。
- `TrySetScriptFieldValue()` 只有在后端能返回类字段元数据时，才会强校验字段名和类型；否则会退回到纯本地存储写入。
- `TryGetScriptFieldModel()` 会优先使用运行时返回的类默认值，而不是简单地把每种类型置零。
- `TryGetScriptFieldSnapshots()` 在模型成功但字段为空时会返回 `false`，调用方不能把“返回 `false`”简单等同于“接口失败”。

## 常用访问器

- `GetRuntime()`
- `GetRuntimeFixedDeltaTime()`
- `IsRuntimeRunning()`
- `GetRuntimeScene()`

这些是简单内联访问器，当前文档重点放在影响状态机和运行行为的核心方法上。

## 公开常量

| 常量 | 说明 |
|------|------|
| [DefaultFixedDeltaTime](DefaultFixedDeltaTime.md) | 默认运行时固定步长配置，当前为 `1/50` 秒。 |

## 公开方法

| 方法 | 说明 |
|------|------|
| [Get](Get.md) | 获取全局脚本引擎实例。 |
| [SetRuntime](SetRuntime.md) | 设置具体脚本后端。 |
| [SetRuntimeFixedDeltaTime](SetRuntimeFixedDeltaTime.md) | 设置运行时固定步长配置。 |
| [GetRuntimeFixedDeltaTime](GetRuntimeFixedDeltaTime.md) | 读取当前运行时固定步长配置。 |
| [OnRuntimeStart](OnRuntimeStart.md) | 启动脚本运行时。 |
| [OnRuntimeStop](OnRuntimeStop.md) | 停止脚本运行时。 |
| [OnFixedUpdate](OnFixedUpdate.md) | 驱动固定步长脚本更新。 |
| [OnUpdate](OnUpdate.md) | 驱动常规逐帧更新，并补发 `Start`。 |
| [OnLateUpdate](OnLateUpdate.md) | 驱动后更新。 |
| [OnScriptComponentEnabled](OnScriptComponentEnabled.md) | 处理脚本组件启用事件。 |
| [OnScriptComponentDisabled](OnScriptComponentDisabled.md) | 处理脚本组件禁用事件。 |
| [OnScriptComponentDestroyed](OnScriptComponentDestroyed.md) | 处理脚本组件销毁事件。 |
| [OnScriptComponentClassChanged](OnScriptComponentClassChanged.md) | 处理脚本类绑定变化，销毁旧实例并按新类重建跟踪。 |
| [HasTrackedScriptComponent](HasTrackedScriptComponent.md) | 查询某组件是否被跟踪。 |
| [HasRuntimeInstance](HasRuntimeInstance.md) | 查询某组件是否已有运行时实例。 |
| [GetTrackedScriptCount](GetTrackedScriptCount.md) | 返回当前跟踪脚本数。 |
| [TryGetAvailableScriptClasses](TryGetAvailableScriptClasses.md) | 返回可绑定脚本类列表。 |
| [TrySetScriptFieldValue](TrySetScriptFieldValue.md) | 写脚本字段。 |
| [TryGetScriptFieldValue](TryGetScriptFieldValue.md) | 读脚本字段。 |
| [ApplyScriptFieldWrites](ApplyScriptFieldWrites.md) | 批量写脚本字段并返回逐项状态。 |
| [ClearScriptFieldOverrides](ClearScriptFieldOverrides.md) | 批量清理字段覆盖并恢复默认值。 |
| [TryGetScriptFieldModel](TryGetScriptFieldModel.md) | 构建完整字段模型。 |
| [TryGetScriptFieldSnapshots](TryGetScriptFieldSnapshots.md) | 直接返回字段快照数组。 |

## 真实行为依据

- `engine/src/Scripting/ScriptEngine.cpp`
- `tests/Scripting/test_script_engine.cpp`
- `tests/Scene/test_scene_runtime.cpp`
- `tests/Scripting/test_mono_script_runtime.cpp`

## 相关文档

- [IScriptRuntime](../IScriptRuntime/IScriptRuntime.md)
- [ScriptComponent](../ScriptComponent/ScriptComponent.md)
- [ScriptFieldStorage](../ScriptFieldStorage/ScriptFieldStorage.md)
- [Scripting Runtime And Field Model](../../../_guides/Scripting/Scripting-Runtime-And-Field-Model.md)