docs: sync api and planning docs
This commit is contained in:
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## 这份指南解决什么问题
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只看单个 API 页,很难一下子理解当前脚本系统为什么同时存在:
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单看 API 页,很难一下子理解当前脚本系统里为什么同时存在:
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- `ScriptComponent`
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- `ScriptFieldStorage`
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- `IScriptRuntime`
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- `MonoScriptRuntime`
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这份指南的目标,是把它们放回同一条真实运行链路里解释清楚,并明确“类默认值、存储覆盖值、活体托管值”这三层数据是怎么叠加的。
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这份指南的目标,是把它们放回同一条真实运行链路里解释清楚,并重点说明“类默认值、场景存储覆盖值、活体托管值”这三层数据如何叠加。
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## 一句话理解当前架构
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当前脚本系统采用的是“原生场景数据层 + 运行时调度层 + 可替换托管后端”三段式设计:
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1. 场景和对象层只保存脚本绑定与字段缓存。
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2. `ScriptEngine` 负责生命周期和实例追踪。
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3. 具体脚本代码执行交给 `IScriptRuntime` 的实现,当前实现是 `MonoScriptRuntime`。
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1. 场景和对象层保存脚本绑定与字段存储。
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2. `ScriptEngine` 负责生命周期调度和实例跟踪。
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3. `IScriptRuntime` 的实现负责真正执行托管代码,当前实现是 [MonoScriptRuntime](../../XCEngine/Scripting/Mono/MonoScriptRuntime/MonoScriptRuntime.md)。
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这种分层和商业引擎里常见的脚本体系很接近。它的核心收益,不是“代码显得更抽象”,而是让三个原本会互相缠死的问题被拆开:
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这种设计和商业引擎常见的脚本体系很接近。它的核心收益不是“更抽象”,而是把三个原本会互相缠绕的问题拆开:
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- 场景序列化
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- 运行时生命周期
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## 为什么 `ScriptComponent` 不直接等于“脚本实例”
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很多用户第一反应会是:既然组件名叫 `ScriptComponent`,为什么它不自己持有托管对象?
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`ScriptComponent` 更像“脚本绑定描述 + 字段持久化容器”,而不是托管对象本身。
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原因很现实:
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这是因为:
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- 场景在未运行时也需要保存脚本绑定信息。
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- 场景加载、复制、序列化、反序列化时,不应该强依赖 Mono 已经初始化。
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- 编辑器或工具链可能只想改字段,不想真正启动托管运行时。
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- 场景在未运行时也要保存脚本类绑定
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- Inspector 和序列化层在未启动 Mono 时也要工作
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- 运行时实例应当可以被创建、销毁和重建,而不污染场景层数据结构
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所以当前 `ScriptComponent` 更像“脚本实例描述与持久化容器”,而不是托管对象本身。真正的托管实例是在运行期由 `ScriptEngine + IScriptRuntime` 动态创建的。
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这和 Unity 的理念一致:序列化壳与运行时实例不是同一个对象。
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## 为什么还要有 `ScriptFieldStorage`
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`ScriptFieldStorage` 的存在,是为了让脚本字段有一个不依赖托管运行时的落点。它解决了三类问题:
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- 场景序列化时,字段值需要写进文本数据。
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- 运行前,用户仍然需要能编辑脚本字段默认值。
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- 运行中,托管对象的字段变化需要有机会回写到本地缓存。
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这和 Unity Inspector 里的“脚本字段序列化层”在理念上很接近,但当前实现更轻量,也更直接。
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## 运行时里字段值到底有几层
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## 字段到底有哪几层
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当前字段值至少可能来自三层:
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1. 类默认值
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来自运行时 `TryGetClassFieldDefaultValues()`;Mono 实现会真实构造一个托管对象并读取字段初始化结果。
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- 来自 `MonoScriptRuntime::TryGetClassFieldDefaultValues()`
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- 它反映的是 C# 初始化后的真实默认值
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2. 存储覆盖值
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来自 `ScriptFieldStorage`;它会在场景序列化、运行前编辑和生命周期回写之间持续存在。
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- 来自 `ScriptFieldStorage`
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- 它是场景/本地持久化层
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3. 活体托管值
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来自当前运行中的托管实例;`ScriptEngine::TryGetScriptFieldModel()` 和 `TryGetScriptFieldValue()` 会优先读这一层。
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- 来自当前正在运行的托管实例
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`ScriptFieldSnapshot` 里的 `valueSource` 就是在说明当前展示值到底来自哪一层。
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这三层的意义不同:
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## 当前生命周期是怎么串起来的
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- 类默认值回答“如果没有任何场景覆盖,这个字段原本该是什么”
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- 存储覆盖值回答“场景目前记住了什么”
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- 活体托管值回答“本次运行到现在,这个字段被脚本改成了什么”
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真实顺序如下:
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## 当前哪些字段会进入字段模型
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1. `SceneRuntime::Start()` 调用 `ScriptEngine::OnRuntimeStart(scene)`。
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2. `ScriptEngine` 收集场景里的 `ScriptComponent`,并订阅 `Scene::OnGameObjectCreated()`,保证运行中生成的新对象也会被继续追踪。
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3. 对满足运行条件的组件,调用运行时 `CreateScriptInstance()`。
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4. 然后按顺序补发 `Awake`、`OnEnable`。
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5. 第一次 `OnUpdate()` 前,会先补发一次 `Start`。
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6. 每个生命周期调用后,运行时会把托管字段同步回 `ScriptFieldStorage`。
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7. 停止运行时,按 `OnDisable -> OnDestroy -> DestroyScriptInstance` 回收。
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当前 Mono 后端的真实规则不是“所有字段都进来”,而是经过一层非常明确的筛选:
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这里最关键的一点,是当前引擎把生命周期顺序集中收口在 `ScriptEngine`,而不是让 Mono 运行时自己决定。这样未来即便更换脚本后端,生命周期语义仍然可以保持一致。
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- 排除:
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- `static`
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- `const / literal`
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- `readonly / init-only`
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- 接受:
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- `public` 实例字段
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- `[SerializeField] private` 字段
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- 最后还要满足当前支持的字段类型
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## `IScriptRuntime` 的真正意义
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这意味着:
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`IScriptRuntime` 不是为了“为了抽象而抽象”。它解决的是一个很实际的问题:
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- `public` 不是进入序列化/字段模型的唯一方式
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- `private` 也不是天然不行,关键在于它是否被显式声明为可序列化字段
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- 引擎主流程需要操心“什么时候创建实例、什么时候调用生命周期、字段怎么读写”。
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- 但它不应该知道 Mono API、GCHandle、程序集加载这些实现细节。
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## 为什么支持 `[SerializeField] private`
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因此 `IScriptRuntime` 只暴露引擎真正关心的契约:
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这是当前文档里必须讲清楚的一条设计原则。
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- 运行时启停
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- 类字段元数据查询
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- 托管字段读写
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- 实例创建/销毁
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- 生命周期方法调用
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如果只允许 `public` 字段进入字段模型,会有两个直接问题:
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这样 `ScriptEngine` 才能成为“脚本系统总调度器”,而不是某个具体运行时的包装类。
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- 脚本作者为了让字段能进 Inspector / 场景存储,只能把本来应该私有的实现细节也暴露成公开 API
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- 类的封装边界会被序列化需求反向破坏
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## 当前 Mono 方案做到了哪一步
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支持 `[SerializeField] private` 的好处是:
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`MonoScriptRuntime` 当前已经具备以下实际能力:
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- 你可以保留封装,把类对外 API 面控制住
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- 你仍然能让字段参与场景存储和 Inspector
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- 字段重构时更安全,不会因为“想序列化”就把内部状态长期公开
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- 初始化 Mono 域并加载核心/游戏程序集。
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- 发现继承 `MonoBehaviour` 的非抽象脚本类。
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- 枚举支持类型的公共实例字段,并读取字段默认值。
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- 创建托管实例,并注入 `GameObject` / `ScriptComponent` 上下文。
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- 通过 internal call 桥接基础引擎 API。
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- 生命周期调用后把已存储字段同步回本地缓存。
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这正是 Unity 一类商业引擎长期采用这套规则的核心原因。
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但也要明确它还没有做到什么:
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## 为什么未标注的 private 字段仍然要忽略
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- 没有热重载和程序集增量刷新。
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- 没有完整的脚本调试器集成。
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- 没有更细的域隔离和编辑器运行时分层。
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- `SyncManagedFieldsToStorage()` 当前只回写“本地已经存在的字段”,不会自动持久化运行时临时新增字段。
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因为不是所有 private 字段都应该持久化。
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## 为什么字段同步策略这么保守
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很多 private 字段只是:
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当前字段同步只回写 `ScriptFieldStorage` 里已经存在且类型匹配的字段。这种设计看上去保守,但它有明确好处:
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- 临时缓存
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- 运行时计数器
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- 中间态标记
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- 纯内部实现细节
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- 不会因为运行时临时字段把场景数据层污染得越来越不可控。
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- 可以保住“场景里声明了哪些持久化字段”这条边界。
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- 对编辑器和序列化格式更安全。
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如果把它们也自动纳入字段模型,会导致:
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代价也很明显:
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- 场景数据被临时状态污染
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- Inspector 暴露出不该改的内部细节
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- 运行时偶发状态被错误回写到持久化层
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- 运行中动态产生的临时计数器、缓存值,不会自动进场景。
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- 如果字段类型改了,系统会把它标成 mismatch,而不是偷偷帮你转换。
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因此当前策略很明确:
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这是一种更偏工程安全的选择。
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- 想进入字段模型,就显式标 `[SerializeField]`
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- 不标,就保持私有实现细节身份
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## 类切换为什么要走 `SetScriptClass()`
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## 为什么 `readonly` 也被排除
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当前运行时重绑定逻辑并不是“任意改三个字符串都能触发”。
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当前字段同步模型要求:
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- `ScriptComponent::SetScriptClass()` / `ClearScriptClass()` 会通知 `ScriptEngine`。
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- 运行时中的 `ScriptEngine::OnScriptComponentClassChanged()` 会停掉旧实例,再按新类重新创建和跟踪。
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- `SetAssemblyName()` / `SetNamespaceName()` / `SetClassName()` 只是原始字段 setter,不会触发这条流程。
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- 运行前把存储覆盖值写回托管实例
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- 运行后把托管值同步回 `ScriptFieldStorage`
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也就是说,真正要做脚本类切换时,必须走显式重绑定 API。
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`readonly` 字段不适合承担这个双向同步职责,因此当前实现选择直接排除它。这是偏工程安全的取舍,不是功能缺失。
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## 一个最直接的例子:`FieldMetadataProbe`
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`managed/GameScripts/FieldMetadataProbe.cs` 当前几乎就是规则样本:
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- `Health` / `Speed` / `Label` / `SpawnPoint` / `State` / `Target`
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- 会进入字段元数据
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- `HiddenFlag`
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- 因为是 `[SerializeField] private`,也会进入字段元数据
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- `IgnoredPrivateCounter`
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- 因为是未标注的 private,不会进入
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- `SharedCounter`
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- 因为是 `static`,不会进入
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- `UnsupportedRotation`
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- 因为 `Quaternion` 当前不在支持类型里,不会进入
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这条规则已经被 `ClassFieldMetadataListsSupportedPublicInstanceFields` 和相关默认值测试直接覆盖。
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## 一个更完整的运行时例子:`SerializeFieldProbe`
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`managed/GameScripts/SerializeFieldProbe.cs` 展示了 `[SerializeField] private` 字段是如何真正走完整个同步链的。
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当前测试场景做了这几步:
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1. 在 `ScriptFieldStorage` 里预先写入:
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- `HiddenCounter = 42`
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- `HiddenEnabled = false`
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2. 启动运行时并创建托管实例
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3. `CreateScriptInstance()` 把这两个存储覆盖值写回 private 字段
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4. 脚本在 `Start()` 里读取并修改它们
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5. `SyncManagedFieldsToStorage()` 再把更新后的值同步回存储
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6. 场景序列化并重新加载后,值仍然能 round-trip 保持
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同一测试还验证了一个边界:
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- `IgnoredPrivateCounter` 这种未标注 private 字段不会被写入 `ScriptFieldStorage`
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这正是当前字段模型“支持 `[SerializeField] private`,但保持内部状态边界”的关键体现。
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## 为什么这种同步策略是保守但合理的
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当前实现并不是“看到托管字段就自动持久化”,而是更保守地只同步已经进入字段模型的字段。
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它的好处很现实:
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- 不会把运行时临时字段偷偷带进场景数据
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- 不会因为类里多了一个内部变量,就让序列化格式悄悄膨胀
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- 字段迁移或类型变化时,边界更可控
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这是更偏商业引擎工程安全的取舍。
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## 推荐阅读顺序
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如果你第一次接触这个模块,建议按下面顺序看:
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1. [Scripting](../../XCEngine/Scripting/Scripting.md)
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2. [ScriptComponent](../../XCEngine/Scripting/ScriptComponent/ScriptComponent.md)
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3. [ScriptField](../../XCEngine/Scripting/ScriptField/ScriptField.md)
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