【虚幻引擎】UE4源码解析FWorldContent、UWorld、ULevel、UGameInstance、UEngine

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一、UEngine

• Engine，因为也是很基础的类，再加上开发过程中会经常访问到该类型，因此UE4引擎也在代码全局范围内定义了一个该类型的全局变量：UEngine* GEngine供开发者直接调用。该最基础的类型分化成了两个子类：UGameEngine和UEditorEngine。
• UGameEngine保存了唯一的一个UGameInstance* GameInstance指针，这是符合情理的，因为当我们在实际运行游戏（而不是运行项目或在项目里PIE）时，整个游戏只会有一个GameInstance，因此UGameEngine就直接保存了该GameInstance的指针。
• UEditorEngine包含了两个UWorld指针：一个是UWorld* PlayWorld指针，一个是UWorld* EditorWorld，这也说明了我们的编辑器其实就是UE4引擎创建的一个World，一个“游戏”，然后我们在这个“游戏”里面去创建新的游戏。无论是哪一个World，我们都可以通过其对象查找到其WorldContext，然后再查找到其GameInstance，也就是说在编辑器模式下其实是有两个GameInstance的。

二、UGameInstance

• UGameInstance是一个运行游戏的高级管理者，用来保存FWorldContext对象和整个游戏信息。 它拥有一个FWorldContext指针，一般来说，一个游戏只会实例化一个GameInstance，生存周期持续到游戏结束，编辑器模式下，生存周期为打开Editor到关闭Editor。实例化的位置：GameInstance在EngineLoop::PreInit()->PreInitPostStartupScreen()->LoadModulesForProject()->…->UClass::CreateDefaultObject()。
• UGameInstance类型除了会保存FWorldContext* WorldContext，还保存了当前游戏里所有的Local Player、Game Session等信息。
• 我们在切换Level的时候，其内的各种数据都会被释放然后重新生成，也就是说会丢失数据，哪怕是管理Level的World也是（只要切换Persistent Level，UWorld都会被释放然后重新生成新UWorld再来存放Persistent Level，从而造成数据丢失），因此UGameInstance就非常适合用于编写独立于所有Level和World之外的功能。

三、FWorldContent

• 在UE4引擎中，有些时候（例如开发的时候）并不会只存在一个World，因此UE4引擎提供了一个类型来管理多个World——FWorldContext。需要注意这个类型以F开头，也就是说该类型不再派生自UObject或AActor。
• FWorldContext是UEngine用来管理世界生成、销毁、切换的类。看看它主要成员变量：
  UWorld* ThisCurrentWorld;
  UGameInstance* OwningGameInstance;
  它拥有一个UWorld，也拥有一个指向UGameInstance的指针。
• 对于独立运行的游戏，WorldContext只有唯一的一个（Game WorldContext）；对于编辑器模式，则是一个WorldContext给编辑器（Editor Context），一个WorldContext给PIE（PIE WorldContext），甚至还会有其他的WorldContext，如编辑器视图里面还没有运行的游戏场景的World（Preview World）
• FWorldContext类型的成员变量UWorld* ThisCurrentWorld会指向当前的World。当需要从一个World切换到另一个World的时候（如点击“播放”按钮之后，UE4引擎从编辑器视图的Preview World切换到PIE World），FWorldContext就会用来保存切换过程信息和目标World的上下文信息。

四、UWorld

• 很多时候仅仅只有一个关卡是不够的，如果我们的游戏场景尺寸非常巨大，要将这些庞大数量的Actor全部都塞进一个关卡里，势必会造成关卡的臃肿和维护的困难，若我们将这个巨大的场景根据一定规则划分，并能够实现在我们需要的时候读取一部分内容，或者释放掉我们不需要的内容，无论是在性能上还是开发过程都会起到良好的作用。因此UE4引擎提供了一个能够容纳多个关卡的类型——World。
• UWorld类型是从ULevel类型直接继承而来的，并添加了多个数组用于保存子关卡及其各自的Actors，以及保存了指向“Persistent Level”和“Current Level”的指针。
• UWorld使用的关卡就是“Persistent Level”，也就是项目编辑器视口打开了的持久性关卡，而UWorld使用的AWorldSettings也就是持久性关卡的AWorldSettings。但并不是说其他子关卡的AWorldSettings就完全没有用，部分配置例如光照配置，就是使用的各自关卡AWorldSettings的设置而不是照搬持久性关卡的设置。
• UWorld里面可以访问得到所有关卡（包括持久性关卡和子关卡）里的所有Actor，但是并不是说UWorld直接保存这些Actors，而仅仅只是通过遍历ULevel然后再遍历其Actor。
• UWorld是可视化场景的最高级对象，是放置和移除关卡的地方，它拥有一个PersistentLevel和一组StreamLevel。在standaloneGame下，一般只存在一个World；在编辑器模式下，存在不止一个World，比如场景编辑、PIE、各种带渲染的交互编辑工具窗口等，都是World。
  主要成员变量：
  TArray Levels; //所有Level
  class ULevel* PersistentLevel;
  FPhysScene* PhysicsScene;

五、ULevel

• 丰富多彩的Actor和Component构成了一个个功能强大的对象，现在需要有一个容器能够存放下这些所有的对象，存放这些所有元素的对象就是UE4提供的ULevel类型。
• 从关卡（Level）类型在C++代码里命名可知，Level类型也是继承自UObject类型的。
• 既然是继承自UObject类型，那自然也会继承了UObject提供的各种特性，其中也包括“编写脚本”的能力，因此每个ULevel对象也都自带了一个“ALevelScriptActor”对象用来实现“关卡蓝图”的功能。
• 关卡本身也需要支持一些可自定义的属性，例如设置关卡里的光照贴图、本关卡使用的游戏模式等等，因此该类型也自带着一个“书记官”——“AWorldSettings”类型用于记录这些每个关卡本身的可自定义属性。
• 关卡本身支持添加多个子关卡，又因为每个关卡都可以定义自己的游戏模式等属性，因此当一个“持久性关卡（Persistent Level）”里面被添加了多个子关卡时，实际使用到的“AWorldSettings”对象只会是持久性关卡的那一个。
• 关卡的作用是用来存放Actor及其派生类，因此关卡本身会有一个变量“TArray Actors”用来存放关卡内所有生成的Actor，“ALevelScriptActor”和“AWorldSettings”也理所当然地被保存到该数组里面。
• Level是一个场景内容的收集者，包括光照、声音、实例化网格体等等，一些通用的内容比如光照质量，集成到WorldSetting这个类里设置。
  主要成员变量：
  TArray Actors;
  AWorldSettings* WorldSettings;
  ALevelScriptActor* LevelScriptActor; //关卡蓝图
   

最后总得来说就是，引擎初始化New一个GEngine出来，然后创建一个Gameinstance拥有一个FWorldContext指针,保存了所有的world参数信息，然后创建WorldContent里面包含了一个UWord的指针UWorld* ThisCurrentWorld指向当前的World，当我们使用Openlevel的时候会用到FWorldContext的参数，先卸载掉当前的World，然后在加载OpenLevel的world。