2022年 11月 5日

Python在游戏中的热更新

 

介绍：

热更新，就是在服务器不重启的的情况下，对游戏增加新的功能或者修复出现bug 的代码。游戏更新迭代速度快，催生了热更技术的需求，在我经历过的游戏项目中，无论是服务端还是客户端，版本的更新都是围绕着热更新，特别是现在游戏动辄几个G，每次让玩家下载完整的包不现实，随意游戏必须要支持热更。下面来谈一下客户端Python热更新的处理。

原理：

1.标准import

都知道Python提供了import可以导入一个标准的python模块，将模块载入内存，并加到sys.modules中。但是多次import同一模块只是将名称导入到当前的Local名字空间，也就是一个模块不会重复载入，所以想要热更靠这个特性是不行的。此路不通，请换个思路。

2.reload函数

reload()函数可以重新载入已经导入的模块，这样似乎就可以热更新Python的代码了。但是python原生的reload函数太过简单，不足以支撑游戏的热更新需求，主要原因有几个： reload重新加载的模块不会替换旧版本的模块，也就是已经引用的旧模块无法更新 同样因为不能旧对象的引用，使用from … import … 方式引用的模块同样不能更新 reloas(m)后，class及其派生class的实例对象，仍然使用旧的class定义。 同时加载模块失败时候，没有回滚机制，导致需要重新import该模块 因此，结合游戏的热更新需求，自定义合适的reload。新的自定义reload目的是为了达到在原程序不结束的情况下，让程序能动态加载改动后的代码。主要想达到下面两点： 提升开发效率 在游戏不重启的情况下修复紧急BUG

## 实现：

热更新最核心的需求就是让python解释器执行最新的代码，同时保证其他关联模块不会出现问题。对于刷新function,class内定义的method比较容易实现，但对于刷新module内定义的变量，class内定义的变量，还有新增加的成员变量，则需要有统一的约定。所以在实现热更新过程中，我们需要考虑好代码更新和数据更新这两点，下面罗列一下新的reload具备哪些特性：

– 1.更新代码定义

(function/method/static_method/class_method) 不更新数据(除了代码定义外的类型都当作是数据) 在module中约定reload_module接口，class中约定reload_class接口，在这两个接口中手动处理数据的更新，还有更多的约定和接口待完成 替换函数对象的内容

  1. ```
  2. # 用新的函数对象内容更新旧的函数对象中的内容，保持函数对象本身地址不变  
  3. def update_function(oldobj, newobj, depth=0):  
  4.     setattr(oldobj, "func_code", newobj.func_code)  
  5.     setattr(oldobj, "func_defaults", newobj.func_defaults)  
  6.     setattr(oldobj, "func_doc", newobj.func_doc)
  7. ```

2.替换类的内容

  1.  
  2. # 用新类内容更新旧类内容，保持旧类本身地址不变  
  3. def _update_new_style_class(oldobj, newobj, depth):  
  4.     handlers = get_valid_handlers()  
  5.     for k, v in newobj.__dict__.iteritems():  
  6.         # 如果新的key不在旧的class中，添加之  
  7.         if k not in oldobj.__dict__:  
  8.             setattr(oldobj, k, v)  
  9.             _log("[A] %s : %s"%(k, _S(v)), depth)  
  10.             continue  
  11.         oldv = oldobj.__dict__[k]  
  12.   
  13.         # 如果key对象类型在新旧class间不同，那留用旧class的对象  
  14.         if type(oldv) != type(v):  
  15.             _log("[RD] %s : %s"%(k, _S(oldv)), depth)  
  16.             continue  
  17.   
  18.         # 更新当前支持更新的对象  
  19.         v_type = type(v)  
  20.         handler = handlers.get(v_type)  
  21.         if handler:  
  22.             _log("[U] %s : %s"%(k, _S(v)), depth)  
  23.             handler(oldv, v, depth + 1)  
  24.             # 由于是直接改oldv的内容，所以不用再setattr了。  
  25.         else:  
  26.             _log("[RC] %s : %s : %s"%(k, type(oldv), _S(oldv)), depth)  
  27.   
  28.     # 调用约定的reload_class接口，处理类变量的替换逻辑  
  29.     object_list = gc.get_referrers(oldobj)  
  30.     for obj in object_list:  
  31.         # 只有类型相同的才是类的实例对象  
  32.         if obj.__class__.__name__ != oldobj.__name__:  
  33.             continue  
  34.         if hasattr(obj, "x_reload_class"):  
  35.             obj.x_reload_class()

– 3.staticmethod 静态方法

  1. def _update_staticmethod(oldobj, newobj, depth):  
  2.     # 一个staticmethod对象，它的 sm.__get__(object)便是那个function对象  
  3.     oldfunc = oldobj.__get__(object)  
  4.     newfunc = newobj.__get__(object)  
  5.     update_function(oldfunc, newfunc, depth)

– 4.classmethod 类方法

  1. def _update_classmethod(oldobj, newobj, depth):  
  2.     oldfunc = oldobj.__get__(object).im_func  
  3.     newfunc = newobj.__get__(object).im_func  
  4.     update_function(oldfunc, newfunc, depth)

模块的更新也是相类似，就不一一粘贴了，只是在原来的reload基础上进行改良，对于模块热更新，还约定了一个reload_module接口，可以自定义数据的更新。 下面添加一些用例：

  1. def x_reload_class(self):  
  2.     """ 热更新后，每个重新对象的实例都会执行这个函数 
  3.     由于新老对象的替换不会重新调用构造函数，因此有必要对热更新的类对象执行初始化逻辑 
  4.     处理新老变量的修复，函数执行环境的修复 
  5.     """  
  6.     self._new_var = 5000    # 新变量的初始化  
  7.     self.runLogic()      # 新修复的逻辑

总结：
只是在基础的reload模块上做了一些定制，让热更新更适合游戏的开发节奏，而不是简单暴力的reload模块