UE引擎里头跑个nodejs服务器是怎样一种体验？

车雄生

发布于 2021-11-10 14:36:09

1.2K0

发布于 2021-11-10 14:36:09

文章被收录于专栏：咩嗒咩嗒

源起

puerts群上问得最多的一个问题是：为什么npm下载的有些库跑不起来。

不像python、lua、java等语言有个专门的、独立的可执行程序，js虚拟机更多的时候是嵌入到某个宿主里头，比如浏览器、nodejs。js虚拟机实现了某个js标准（比如es5、es6），宿主能力也会通过一些api导出给js使用，比如浏览器的dom操作，nodejs的异步io等。

而puerts则是js虚拟机的另外一个宿主（游戏引擎），向js虚拟机导出的完整的游戏引擎能力。

了解到这些，问题就很好答了：如果仅仅用到某个es规范的js库，它在这些环境可以通用，但如果用到了宿主提供的api则是专用的。

不能用的原因知道了，但禁不住还是想用怎么办？

可行性分析

最容易想到是模拟：你使用的库依赖了哪些原环境的api，新环境实现即可。事实上也有一些尝试在一个环境模拟另一环境的第三方支持。

这方案显而易见工作量大，也很难保证和原api完全一致。

能不能干脆嵌入个nodejs到UE呢？答案是肯定的。可以看笔者之前写的这篇文章《c++游戏服务器嵌入v8 js引擎胎教级教程》，里面介绍了怎么在C++程序里头嵌入nodejs，UE也是C++程序，自然也适用。

官方嵌入例子主要做了两个事情：

v8、nodejs的初始化工作；
libuv事件循环驱动；

完成了上述两个工作nodejs就能在宿主程序里跑起来。当然，如果UE和nodejs各玩各的话也没啥意义，所以要实用化，还要加上第三点

和引擎的互相访问；

对于1，没什么难度，照着官方例子写即可；对于3，puerts已经实现了完善的v8和UE互相访问机制，nodejs也是基于v8，自然可以无缝使用该机制。所以重点是2的实现。

官方的例子是在主线程直接循环等待并处理libuv事件，如果我们也在UE的GameThread这么干会将导致整个界面卡住，行不通。

另开一个线程去调用uv_run？也不行，uv_run在有事件时，需要调用js回调，v8不支持多线程访问，而且多线程也不符合js的语义。

初始方案

通过UE定时器去调用uv_run。实测功能都正常，只是异步io处理很慢。调用http模块下载一个72.6M的文件，耗时197秒，而nodejs程序不到1秒。

无论把定时器间隔改多小也没什么改善，看UE代码才知道原因：UE定时器最小精度是一帧，一帧才执行一次uv_run，难怪那么慢。

即使找到比定时器更频繁的GameThread轮询方式，占用了GameThread大量时间也不合适，似乎进入了死胡同。

从197秒到6秒

另一个用到nodejs嵌入的是Electron，它会有同样的烦恼么？

终于，找到了Electron创始人zcbenz的这篇文章：《Electron Internals: Message Loop Integration》，这是它的中文翻译。结合文章和代码得知它也需要解决类似的问题，它的解决思路也完全使用于UE引擎。

它的解决思路是：既然问题的根源在于uv_run把io事件等待以及js回调调用绑定在一起，那把他们拆开好了：

启动一个poll线程绕过libuv的api，直接系统调用（window下用IOCP，linux下用epoll，mac下用select）等待libuv的事件
poll线程等到事件，则通知主线程去调用uv_run，此时已经有事件，主线程会直接调用js回调，无需等待。

可以看下puerts的最终修改。

关键函数的说明：

PollEvents：Polling线程的逻辑，调用各平台的异步io处理api去阻塞等待，如果有事件，则调用TaskGraph，让GameThread去执行uv_run，并通过信号量等待GameThread完成。
UvRunOnce：GameThread任务的主要逻辑，简单的调用uv_run后，通过信号量通知Polling线程继续Polling。

这么一改，下载时间大大改善，但由于Task的执行也有延时，和nodejs还是有差距，最终测试结果在6秒左右。

试一试？

让我们呼应下标题，在UE下启动个典型的nodejs应用试试？

clone这个项目：puerts_unreal_demo
后端引擎切换为nodejs
- 下载nodejs库，并解压到puerts_unreal_demo\Plugins\Puerts\ThirdParty目录下
- 打开puerts_unreal_demo\Plugins\Puerts\Source\JsEnv\JsEnv.Build.cs文件，把UseNodejs改为true
修改QuickStart.ts为如下内容并重新编译ts工程

const PORT = 8081

var http = require('http');

http.createServer(function (request, response) {
    response.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});

    response.end('Hello World\n');
}).listen(PORT);

console.log(`Server running at http://127.0.0.1:${PORT}/`);