另类Unity热更新大法:代码注入式补丁热更新

发表于2016-08-21
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  眼看Unity引擎热火朝天,无数程序猿加入到了Unity开发的大本营。
  一些老项目,当时ulua/slua还不如今天那样的成熟,因此他们选择了全c#开发;也有一些出于性能考虑,全c#开发;也有一些没有太丰富运营经验的开发团队,没有想太多,用全c#爽爽地开发。
  用C#开发爽爽的日子一天一天的过去了,直到突然有一天,策划老大说:“我们得做个热更新模块!”;突然有一天,老板说:“别人游戏用Lua热更新,为什么我们不行?”;突然有一天,运营说:“线上游戏出了个bug,重新编译出包审核得几天啊!”——嗯,这时候,受伤的总是程序猿。
  有没有亡羊补牢,临危受命的折衷方法?可以不用把C#改成Lua,可以不用区分平台(AndroidDLL重载IOS却不行),可以对任何代码做修复的方法?
  有的,并且用很笨的一句代码来概括:











class Fucker {
    void Fucking() {
        if (PatchScript.HasPatchScript("Fucker.Fucking")) {
            // do patch fuck
            PatchScript.CallPatchScript("Fucker.Fucking");
            return;
        }
        // do origin fuck
        Log.Info("I am a original fuck");
    }
}
  往所有的函数注入代码,当存在补丁脚本时执行补丁脚本,不存在时执行原代码。
  因此,本文的热更新等同于打补丁。

一、什么是热更新?
  吐槽一点,虽然我们这个方法确实将热更新做成模块了,但这绝对是迫不得已的。 热更新绝对不是一个功能模块能实现,它是一个底层架构所决定的。要说一个项目不好,无法实现热更新,这归根到底是架构没想好、策划没坚持、程序没执着、运营懒得管等等各种各样复杂原因所导致的。
  我心目中理想热更新是怎样?要热!
  对任意部位的代码进行修改;
  运行时,自动下载更新代码,尔后无需重启;
  运行时,立即重载代码,并继续运行;
  兼顾开发环境与生产环境的简便性;
  热更新在Web开发领域非常普遍,毕竟HTTP是无状态的;而游戏这种高实时性的开发相比,要想做好热更新就确实需要架构层的更多考虑了。怎么做好热更新,我们还是回到主题,接下来介绍方法,可以达到什么目的:
  对任意部位的方法体代码进行修改;
  运行时,立即重载代码,并继续运行
  语言无关:同样的思路可以应用在Java、C#、Go、C++等等
  使用起来不太方便
  亡羊补牢专用

二、代码注入补丁热更新大法流程
  上面说了很多废话。接下直奔主题,要怎样做到:











class Fucker {
    void Fucking() {
        if (PatchScript.HasPatchScript("Fucker.Fucking")) {
            // do patch fuck
            PatchScript.CallPatchScript("Fucker.Fucking");
            return;
        }
        // do origin fuck
        Log.Info("I am a original fuck");
    }
}
  我们要针对Fucker类的Fucking方法进行更新,则新建Lua脚本Fucker.Fucking.lua







-- 文件名Fucker.Fucking.lua
 
function Func()
    print("I am a patch fuck!")
end
 
return Func
  一个补丁脚本就此完成,当程序运行到Fucking函数时,实际上它执行的是Lua脚本,变相的实现了热更新的功能——改变代码的执行行为。
1、执行环境
  本文针对Unity游戏开发,那么原语言,当然是C#了;而打补丁的语言,当时Lua了;
  在这里我们使用SLua插件,它的高质量代码和强大的反射功能,非常适合代码注入补丁热更新。














class PatchScript
{
    public bool HasPatchScript(string path)
    {
        return File.Exists("Script/" + path + ".lua");
    }
 
    public void CallScript(string path)
    {
        string scriptCode = File.ReadAllString(path);
        var luaFunc = this.luaState.doScript(scriptCode) as LuaFunction;
        luaFunc.call();
    }
}

2、代码注入
  嗯,执行环境,非常的简单,不就是简单的if判断吗? 估计最令人迷惑的部分就是,如何往所有的C#函数体前部分插入代码了。
  我们要做的,遍历所有的c#文件,取得class类名,然后再分析函数名,定位函数在代码中的起始位置、获取函数的参数列表、参数类型……等等。看起来很复杂,是不是要对c#做语法分析、词法分析了?感觉工作量很大啊。
  幸好,轮子已经做好了。这里要用到一个重要的库——NRefactory。包括IDE MonoDevelop中的语法智能提示、重构都是基于这个库进行的。有了它,语法分析词法分析仅仅是API的调用而已。
  我们要做的,就是使用NRefactory找出C#的方法体,并插入代码:





















            using (var script = new DocumentScript(document, formattingOptions, options))
            {
                CSharpParser parser = new CSharpParser();
                SyntaxTree syntaxTree = parser.Parse(code, srcFilePath);
                foreach (var classDec in syntaxTree.Descendants.OfType())
                {
                    if (classDec.ClassType == ClassType.Class || classDec.ClassType == ClassType.Struct)
                    {
                        var className = classDec.Name;
                        foreach (var method in classDec.Children.OfType())
                        {
                            var returnType = method.ReturnType.ToString();
                            if (returnType.Contains("IEnumerator") || returnType.Contains("IEnumerable"))  // 暂不支持yield!
                                continue;
 
                           // 。。。。这里找到了方法体! 开始进行插入!
                        }
                    }
                }
            }

  我把使用NRefactory对C#方法体注入的代码,抽象成一个单独的类MethodInjector(C#),看文章底部。
3、编写Lua补丁
  补丁的方法,在上文“代码注入补丁热更新大法流程”中已有提及:
  对需要打补丁的函数,创建Lua脚本
  如上文中要改变Fucker.Fucking函数的执行行为,则创建Fucker.Fucking.lua脚本文件,脚本末端返回一个Lua函数。

三、最后
  本文着重提供了一种思路,而不提供完整的源代码,毕竟涉及到部分人的商业利益,遗憾点到即止。
  使用下面的MethodInjector类,会把函数的参数值也进行解析、预编译指令引入、并且可以在Lua补丁中控制是否在执行补丁后,继续执行原C#代码,基本能达到大部分的需求了。
  这里举例一个更好的方案:注入DLL的IL代码,而不是注入c#代码,来确保我们的c#代码不会被改动。

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