cocos2d-x+lua代码热加载(Hot Swap)的研究，cocos2d-xlua
代码热加载跟自动更新无关，主要目的是在程序运行的时候动态的替换代码，从而实现不重启程序而更新代码的目的。最理想的情况当然是我修改完代码并保存，然后就可以直接在游戏中看到修改后的效果，这个在实际开发过程中会大大提高效率。 即便达不到理想情况，我们也希望可以实现部分热加载，从而简化操作。例如我们可以仅仅对配置文件、消息文件、界面文件实现热加载，这样策划更新数据后可以直接在游戏中看结果，而不需要重新打开客户端去跑任务。
热加载主要原理其实很简单，lua require文件都会缓存在package.loaded里面，当重新加载文件的时候，把这个置空，然后重新require对应文件就可以了。
实际应用中会有更多需要考虑的因素，所以完全的代码热加载很复杂（原理很简单，但是实现很复杂，需要关注的因素很多）。
CocosIDE展示了代码热加载的效果：编辑场景中图片的位置并保存，然后图片自动放置到新的位置上面了。 这个效果看着非常神奇，但是实际上并没有什么实用价值。因为它的热加载，其实就是重新require文件（基于上面提到的原理）的过程，这个过程中会重新require 'main.lua'，从而整个游戏都会被重新启动。当我们只有一个简单的场景的时候，就可以实现看起来很完美的热加载。然而，由于实际游戏客户端项目会比这个复杂很多，我们会涉及到多场景、多界面、多状态的维护，所以想实现没有Bug的热加载是很困难的。
现在只研究了一部分，初步可行，后期完善了会更加实用。
1、按R键重新加载所有的lua脚本。这个后面可以做很多优化。比如windows下检测文件变化，而不需要手动按键。只重新加载改变的文件而不是所有文件都遍历一遍。
local listener = cc.EventListenerKeyboard:create();
listener:registerScriptHandler(function(keycode, evt)
--print(keycode)
if keycode == 138 then
-- 按R重新加载代码
reload_script_files();
-- 逻辑代码重新加载所有的配置
-- 逻辑代码 关闭并重新打开当前已打开的窗口
end
end, cc.Handler.EVENT_KEYBOARD_RELEASED);
local eventDispatcher = cc.Director:getInstance():getEventDispatcher();
eventDispatcher:addEventListenerWithSceneGraphPriority(listener, scene);
2、重新加载脚本的实现，这个会递归遍历这个脚本所有依赖的子脚本。所以一般情况下我们只需要加载一个main.lua就足够了。当然后面优化后就可以加载特定的文件而无需从main.lua一直遍历下去
-- 外部库 登记
local package_list = package_list or {
bit = true,
lfs = true,
cjson = true,
pb = true,
socket = true,
}
-- 全局性质类/或禁止重新加载的文件记录
local ignored_file_list = ignored_file_list or {
global = true ,
}
--已重新加载的文件记录
local loaded_file_list = loaded_file_list or {}
--视图排版控制
function leading_tag( indent )
-- body
if indent < 1 then
return ''
else
return string.rep( '|',indent - 1) .. ''
end
end
--关键递归重新加载函数
--filename 文件名
--indent递归深度, 用于控制排版显示
function recursive_reload( filename, indent )
-- body
if package_list[ filename] then
--对于 外部库, 只进行重新加载, 不做递归子文件
--卸载旧文件
package.loaded[ filename] = nil
--装载信文件
require( filename )
--标记"已被重新加载"
loaded_file_list[ filename] = true
--print( leading_tag(indent) .. filename .. "... done" )
return true
end
--普通文件
--进行 "已被重新加载" 检测
if loaded_file_list[ filename] then
--print( leading_tag(indent) .. filename .. "...already been reloaded IGNORED" )
return true
end
local fullPath = cc.FileUtils:getInstance():fullPathForFilename(string.gsub(filename, '%.', '/') .. '.lua');
--print(fullPath)
--读取当前文件内容, 以进行子文件递归重新加载
local file, err = io.open( fullPath )
if file == nil then
print( string.format( "failed to reaload file(%s), with error:%s", fullPath, err or "unknown" ) )
return false
end
print( leading_tag(indent) .. filename)
-- 缓存文件内容，及时关闭文件，否则文件不可写入
local data = {}
local comment = false
for line in file:lines() do
line = string.trim(line);
if string.find(line, '%-%-%[%[%-%-') ~= nil then
comment = true;
end
if comment and (string.find(line, '%]%]') ~= nil or string.find(line, '%-%-%]%]%-%-') ~= nil) then
comment = false;
end
-- 被注释掉的，和持有特殊标志的require文件不重新加载
local linecomment = (line[1] == '-' and line[2] == '-')
if not comment and not linecomment and string.find(line, '%-%- Ignore Reload') == nilthen
table.insert(data, line);
end
end
io.close(file)
local function getFileName(line)
local begIndex = string.find(line, "'");
local endIndex = string.find(line, "'", (begIndex or 1) + 1)
if begIndex == nil or endIndex == nil then
begIndex = string.find(line, '"');
endIndex = string.find(line, '"', (begIndex or 1) + 1)
end
if begIndex == nil or endIndex == nil then
return nil;
end
return string.sub(line, begIndex + 1, endIndex - 1)
end
-- 先解析文件，加载里面的子文件
for _,line in ipairs(data) do
-- 去除空白符
--line = string.gsub( line, '%s', '' )
local subFileName = nil
if string.find(line, 'require') ~= nil then
subFileName = getFileName(line);
elseif string.find(line, 'import') ~= nil then
-- TODO 兼容import 通过fullPath进行解析
subFileName = nil
end
if subFileName then
--printInfo('file: %ssubFile: %s', line, subFileName)
--进行递归
local success = recursive_reload( subFileName, indent + 1 )
if not success then
print( string.format( "failed to reload sub file of (%s)", filename ) )
return false
end
end
end
-- "后序" 处理当前文件...
if ignored_file_list[ filename] then
--忽略 "禁止被重新加载"的文件
print( leading_tag(indent) .. filename .. "... IGNORED" )
return true
else
--卸载旧文件
package.loaded[ filename] = nil
--装载新文件
require( filename )
--设置"已被重新加载" 标记
loaded_file_list[ filename] = true
--print( leading_tag(indent) .. filename .. "... done" )
return true
end
end
--主入口函数
function reload_script_files()
print( "[reload_script_files...]")
loaded_file_list = {}
--本项目是以 main.lua 为主文件
recursive_reload( "MainController", 0 )
print( "[reload_script_files...done]")
return "reload ok"
end
3、具体逻辑层面的处理
lua的热加载主要麻烦的地方其实在逻辑层面的处理上面，一开始写代码的时候就要注意一些问题。比如：
a、全局变量这样创建test = test or {}这样重新加载文件的时候就不会初始化全局变量了。同理，lua文件作用域内的函数调用也需要类似的判定防止重复运行。
b、重新加载配置和重新打开当前窗口都需要针对自己的逻辑特殊处理。
c、理论上我们希望的热加载是对函数实现的替换。所以肯定不会实时的反应修改，比如npc的位置不会因为重新加载脚本而实时改变，这个是我们加载场景的时候就创建好的，如果需要npc站在新的位置上，需要重新加载场景或者运行刷新npc位置的函数。 同理，窗口中控件的位置也不会实时改变，需要我们重新打开窗口。 不过如果我们可以通过代码自动执行相关的刷新操作，其实对最终用户来说是没有什么区别的。同样是可以达到所见即所得的效果。
d、当我们重新加载脚本后，所有的脚本内容都会自动更新。但是注册给cocos2d-x的函数不会，估计是因为tolua已经缓存了对应的函数体。这个暂时想不到好的解决方法，因为即便我能够清空tolua中的缓存，也无法找到对应的lua中的新函数。 除非重新注册函数，而重新注册函数其实就相当于重新打开窗口这个过程。
4、实际应用
这里描述的是相对理想的情况，而且由于肯定是热加载功能为游戏框架服务，而不是反过来游戏框架去适应热加载。所以最终达不到真正理想的无缝加载。不过即便如此，通过上面三步操作也可以大大提高游戏开发效率。
当我们写了部分界面的功能后，运行程序，查看结果。发现界面光效位置有偏移，在脚本中修改光效的位置，保存。这个时候光效自动在新的位置出现（依赖于自动重新打开窗口或自动刷新窗口功能，如果没有这个功能，则需要手动点按钮打开窗口）。我们可以继续添加新的功能，比如给按钮绑定函数，保存一下，点击窗口中的按钮看看效果，发现函数实现有错误，修改之，然后再保存，再点击按钮看下效果，运行正常，继续开发后续功能。
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