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https://github.com/GeWuYou/GFramework.git
synced 2026-03-25 21:34:28 +08:00
a79f02c987
- 新增 Core API 参考文档，涵盖架构与模块、数据模型与系统、命令与查询等核心组件 - 添加事件系统接口详细文档，包括 IEvent、IEventBus、IUnRegister 等接口说明 - 提供完整的 API 使用示例路径、最佳实践与性能建议 - 包含架构图、依赖关系图与故障排查指南 - 添加测试用例参考与扩展方法说明 - [skip ci]
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17 KiB
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# API参考文档
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<cite>
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**本文档引用的文件**
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- [GFramework.Core.csproj](file://GFramework.Core/GFramework.Core.csproj)
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- [GFramework.Core.Abstractions.csproj](file://GFramework.Core.Abstractions/GFramework.Core.Abstractions.csproj)
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- [GFramework.Game.csproj](file://GFramework.Game/GFramework.Game.csproj)
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- [GFramework.Game.Abstractions.csproj](file://GFramework.Game.Abstractions/GFramework.Game.Abstractions.csproj)
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- [GFramework.Godot.csproj](file://GFramework.Godot/GFramework.Godot.csproj)
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- [GFramework.Godot.SourceGenerators.csproj](file://GFramework.Godot.SourceGenerators/GFramework.Godot.SourceGenerators.csproj)
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- [GFramework.SourceGenerators.csproj](file://GFramework.SourceGenerators/GFramework.SourceGenerators.csproj)
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- [GFramework.SourceGenerators.Abstractions.csproj](file://GFramework.SourceGenerators.Abstractions/GFramework.SourceGenerators.Abstractions.csproj)
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||
- [IArchitecture.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/architecture/IArchitecture.cs)
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- [ICommand.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/command/ICommand.cs)
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- [IQuery.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/query/IQuery.cs)
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- [IEvent.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/events/IEvent.cs)
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- [ISystem.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/system/ISystem.cs)
|
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- [IModel.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/model/IModel.cs)
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- [IState.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/state/IState.cs)
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- [IIocContainer.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/ioc/IIocContainer.cs)
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</cite>
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## 目录
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1. [简介](#简介)
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2. [项目结构](#项目结构)
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3. [核心组件](#核心组件)
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4. [架构概览](#架构概览)
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5. [详细组件分析](#详细组件分析)
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6. [依赖分析](#依赖分析)
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7. [性能考虑](#性能考虑)
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8. [故障排除指南](#故障排除指南)
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9. [结论](#结论)
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10. [附录](#附录)
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## 简介
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GFramework是一个基于.NET平台的游戏开发框架，专为Godot引擎设计。该框架提供了完整的架构模式实现，包括命令-查询职责分离(CQRS)、事件总线、依赖注入、状态机等核心功能。框架采用模块化设计，支持多目标框架(.NET 8.0、9.0、10.0)，并通过源代码生成器提供编译时优化。
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## 项目结构
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GFramework采用分层模块化架构，主要包含以下核心模块：
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```mermaid
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graph TB
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||
subgraph "核心层"
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||
Core[GFramework.Core]
|
||
CoreAbst[GFramework.Core.Abstractions]
|
||
end
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||
subgraph "游戏层"
|
||
Game[GFramework.Game]
|
||
GameAbst[GFramework.Game.Abstractions]
|
||
end
|
||
subgraph "Godot集成层"
|
||
Godot[GFramework.Godot]
|
||
GodotGen[GFramework.Godot.SourceGenerators]
|
||
end
|
||
subgraph "源代码生成器层"
|
||
SrcGen[GFramework.SourceGenerators]
|
||
SrcGenAbst[GFramework.SourceGenerators.Abstractions]
|
||
SrcGenCommon[GFramework.SourceGenerators.Common]
|
||
end
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||
CoreAbst --> Core
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GameAbst --> Game
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Game --> Core
|
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Godot --> Game
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||
GodotGen --> SrcGen
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SrcGen --> SrcGenAbst
|
||
SrcGen --> SrcGenCommon
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||
```
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||
**图表来源**
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||
- [GFramework.Core.csproj](file://GFramework.Core/GFramework.Core.csproj#L1-L13)
|
||
- [GFramework.Game.csproj](file://GFramework.Game/GFramework.Game.csproj#L1-L17)
|
||
- [GFramework.Godot.csproj](file://GFramework.Godot/GFramework.Godot.csproj#L1-L22)
|
||
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||
**章节来源**
|
||
- [GFramework.Core.csproj](file://GFramework.Core/GFramework.Core.csproj#L1-L13)
|
||
- [GFramework.Core.Abstractions.csproj](file://GFramework.Core.Abstractions/GFramework.Core.Abstractions.csproj#L1-L29)
|
||
- [GFramework.Game.csproj](file://GFramework.Game/GFramework.Game.csproj#L1-L17)
|
||
- [GFramework.Game.Abstractions.csproj](file://GFramework.Game.Abstractions/GFramework.Game.Abstractions.csproj#L1-L31)
|
||
|
||
## 核心组件
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||
GFramework的核心组件遵循清晰的接口分离原则，每个组件都有明确的职责边界：
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||
### 架构接口体系
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||
IArchitecture接口定义了整个框架的架构管理能力，包括系统、模型、工具的注册和获取，以及模块安装和生命周期钩子注册。
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||
### 命令查询事件模式
|
||
框架实现了完整的CQRS模式，提供ICommand、IQuery、IEvent接口，支持同步和异步操作，以及带返回值的命令模式。
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|
||
### 依赖注入容器
|
||
IIocContainer接口提供了完整的依赖注入功能，支持单例、多实例、系统实例等多种注册方式，以及类型安全的解析操作。
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||
**章节来源**
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||
- [IArchitecture.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/architecture/IArchitecture.cs#L1-L68)
|
||
- [ICommand.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/command/ICommand.cs#L1-L31)
|
||
- [IQuery.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/query/IQuery.cs#L1-L16)
|
||
- [IEvent.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/events/IEvent.cs#L1-L16)
|
||
- [IIocContainer.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/ioc/IIocContainer.cs#L1-L116)
|
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||
## 架构概览
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||
GFramework采用分层架构设计，每层都有明确的职责分工：
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||
```mermaid
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||
graph TD
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||
subgraph "表现层"
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||
UI[用户界面]
|
||
Controllers[控制器]
|
||
end
|
||
subgraph "应用层"
|
||
Commands[命令处理]
|
||
Queries[查询处理]
|
||
Events[事件系统]
|
||
end
|
||
subgraph "领域层"
|
||
Models[模型数据]
|
||
StateMachines[状态机]
|
||
Utilities[工具类]
|
||
end
|
||
subgraph "基础设施层"
|
||
IoC[依赖注入]
|
||
Storage[存储系统]
|
||
Logging[日志系统]
|
||
end
|
||
UI --> Controllers
|
||
Controllers --> Commands
|
||
Controllers --> Queries
|
||
Commands --> Models
|
||
Queries --> Models
|
||
Events --> Controllers
|
||
Models --> StateMachines
|
||
StateMachines --> Utilities
|
||
Utilities --> IoC
|
||
IoC --> Storage
|
||
IoC --> Logging
|
||
```
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||
**图表来源**
|
||
- [ISystem.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/system/ISystem.cs#L1-L11)
|
||
- [IModel.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/model/IModel.cs#L1-L10)
|
||
- [IState.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/state/IState.cs#L1-L26)
|
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|
||
## 详细组件分析
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||
### Core API模块
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||
#### IArchitecture接口详解
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||
IArchitecture接口是整个框架的核心，负责管理架构的生命周期和组件注册。
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||
```mermaid
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||
classDiagram
|
||
class IArchitecture {
|
||
<<interface>>
|
||
+IArchitectureContext Context
|
||
+void Initialize()
|
||
+void Destroy()
|
||
+T RegisterSystem~T~(T system)
|
||
+T RegisterModel~T~(T model)
|
||
+T RegisterUtility~T~(T utility)
|
||
+IArchitectureModule InstallModule(IArchitectureModule module)
|
||
+IArchitectureLifecycle RegisterLifecycleHook(IArchitectureLifecycle hook)
|
||
}
|
||
class ISystem {
|
||
<<interface>>
|
||
+Execute()
|
||
}
|
||
class IModel {
|
||
<<interface>>
|
||
+Initialize()
|
||
}
|
||
class IUtility {
|
||
<<interface>>
|
||
+Execute()
|
||
}
|
||
IArchitecture --> ISystem : "注册系统"
|
||
IArchitecture --> IModel : "注册模型"
|
||
IArchitecture --> IUtility : "注册工具"
|
||
```
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||
**图表来源**
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||
- [IArchitecture.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/architecture/IArchitecture.cs#L11-L68)
|
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||
**方法签名与行为**：
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||
- Initialize(): 初始化架构组件，建立基础服务
|
||
- Destroy(): 清理架构资源，释放所有已注册组件
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||
- RegisterSystem<T>(): 注册系统实例，支持泛型约束
|
||
- RegisterModel<T>(): 注册模型实例，提供数据管理能力
|
||
- RegisterUtility<T>(): 注册工具实例，提供辅助功能
|
||
- InstallModule(): 安装架构模块，扩展框架功能
|
||
- RegisterLifecycleHook(): 注册生命周期钩子，监听架构状态变化
|
||
|
||
**异常处理**：
|
||
- 架构销毁后继续操作会抛出InvalidOperationException
|
||
- 重复注册同一类型的服务会抛出InvalidOperationException
|
||
|
||
**使用示例路径**：
|
||
- [架构初始化示例](file://GFramework.Core.Tests/architecture/ArchitectureContextTests.cs)
|
||
- [系统注册示例](file://GFramework.Core.Tests/system/TestSystem.cs)
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||
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||
**章节来源**
|
||
- [IArchitecture.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/architecture/IArchitecture.cs#L1-L68)
|
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||
#### IIocContainer接口详解
|
||
IIocContainer提供了完整的依赖注入功能，支持多种注册和解析模式。
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||
|
||
```mermaid
|
||
classDiagram
|
||
class IIocContainer {
|
||
<<interface>>
|
||
+void RegisterSingleton~T~(T instance)
|
||
+void RegisterPlurality(object instance)
|
||
+void RegisterSystem(ISystem system)
|
||
+void Register~T~(T instance)
|
||
+void Register(Type type, object instance)
|
||
+T? Get~T~() where T : class
|
||
+T GetRequired~T~() where T : class
|
||
+IReadOnlyList~T~ GetAll~T~() where T : class
|
||
+IReadOnlyList~T~ GetAllSorted~T~(Comparison~T~ comparison)
|
||
+bool Contains~T~()
|
||
+bool ContainsInstance(object instance)
|
||
+void Clear()
|
||
+void Freeze()
|
||
}
|
||
class ISystem {
|
||
<<interface>>
|
||
+Execute()
|
||
}
|
||
IIocContainer --> ISystem : "注册系统"
|
||
IIocContainer --> IIocContainer : "支持多实例"
|
||
```
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||
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||
**图表来源**
|
||
- [IIocContainer.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/ioc/IIocContainer.cs#L11-L116)
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||
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||
**注册方法**：
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||
- RegisterSingleton<T>(): 单例注册，确保全局唯一实例
|
||
- RegisterPlurality(): 多接口注册，自动绑定到所有实现接口
|
||
- RegisterSystem(): 系统实例注册，特殊处理系统类型
|
||
- Register<T>(): 标准实例注册，支持泛型类型
|
||
|
||
**解析方法**：
|
||
- Get<T>(): 安全获取，不存在返回null
|
||
- GetRequired<T>(): 必需获取，不存在抛出异常
|
||
- GetAll<T>(): 获取所有实例，推荐用于接口/抽象类
|
||
- GetAllSorted<T>(): 获取并排序，系统调度专用
|
||
|
||
**实用方法**：
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||
- Contains<T>(): 类型检查，验证实例是否存在
|
||
- ContainsInstance(): 实例检查，验证具体实例
|
||
- Clear(): 清空容器，重置所有注册
|
||
- Freeze(): 冻结容器，防止后续修改
|
||
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||
**使用示例路径**：
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||
- [依赖注入测试示例](file://GFramework.Core.Tests/ioc/IocContainerTests.cs)
|
||
- [系统注册示例](file://GFramework.Core.Tests/system/AsyncTestSystem.cs)
|
||
|
||
**章节来源**
|
||
- [IIocContainer.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/ioc/IIocContainer.cs#L1-L116)
|
||
|
||
### Game API模块
|
||
|
||
#### 命令系统接口
|
||
命令系统实现了CQRS模式，提供统一的命令处理机制。
|
||
|
||
```mermaid
|
||
classDiagram
|
||
class ICommand {
|
||
<<interface>>
|
||
+Execute()
|
||
}
|
||
class ICommand~TResult~ {
|
||
<<interface>>
|
||
+TResult Execute()
|
||
}
|
||
class IContextAware {
|
||
<<interface>>
|
||
+GetArchitecture()
|
||
}
|
||
ICommand --|> IContextAware
|
||
ICommand~TResult~ --|> IContextAware
|
||
note for ICommand "无返回值命令"
|
||
note for ICommand~TResult~ "带返回值命令"
|
||
```
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||
|
||
**图表来源**
|
||
- [ICommand.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/command/ICommand.cs#L9-L31)
|
||
|
||
**接口特性**：
|
||
- 继承IContextAware，可访问架构上下文
|
||
- 支持泛型返回值，提供类型安全的结果
|
||
- 简化的执行接口，专注于业务逻辑
|
||
|
||
**使用场景**：
|
||
- 用户输入处理
|
||
- 游戏状态变更
|
||
- 数据持久化操作
|
||
|
||
**章节来源**
|
||
- [ICommand.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/command/ICommand.cs#L1-L31)
|
||
|
||
#### 查询系统接口
|
||
查询系统提供数据检索能力，支持复杂查询操作。
|
||
|
||
```mermaid
|
||
classDiagram
|
||
class IQuery~TResult~ {
|
||
<<interface>>
|
||
+TResult Do()
|
||
}
|
||
class IContextAware {
|
||
<<interface>>
|
||
+GetArchitecture()
|
||
}
|
||
IQuery~TResult~ --|> IContextAware
|
||
note for IQuery~TResult~ "查询接口<br/>执行后返回结果"
|
||
```
|
||
|
||
**图表来源**
|
||
- [IQuery.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/query/IQuery.cs#L9-L16)
|
||
|
||
**接口特性**：
|
||
- 泛型结果类型，提供强类型查询
|
||
- Do()方法执行查询操作
|
||
- 继承上下文感知能力
|
||
|
||
**使用场景**：
|
||
- 数据检索
|
||
- 状态查询
|
||
- 统计信息获取
|
||
|
||
**章节来源**
|
||
- [IQuery.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/query/IQuery.cs#L1-L16)
|
||
|
||
### Godot API模块
|
||
|
||
#### 状态机接口
|
||
状态机接口定义了状态转换的核心逻辑。
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||
|
||
```mermaid
|
||
classDiagram
|
||
class IState {
|
||
<<interface>>
|
||
+OnEnter(IState from)
|
||
+OnExit(IState to)
|
||
+bool CanTransitionTo(IState target)
|
||
}
|
||
class IStateMachine {
|
||
<<interface>>
|
||
+ChangeState(IState state)
|
||
+GetCurrentState() IState
|
||
+CanTransitionTo(IState state) bool
|
||
}
|
||
IStateMachine --> IState : "管理状态"
|
||
note for IState "状态基接口"
|
||
note for IStateMachine "状态机管理接口"
|
||
```
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||
|
||
**图表来源**
|
||
- [IState.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/state/IState.cs#L6-L26)
|
||
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||
**方法说明**：
|
||
- OnEnter(): 状态进入时调用，支持从其他状态转换
|
||
- OnExit(): 状态退出时调用，支持转换到新状态
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||
- CanTransitionTo(): 判断状态转换可行性
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||
|
||
**状态机特性**：
|
||
- 支持null参数，处理初始和结束状态
|
||
- 提供转换验证机制
|
||
- 灵活的状态管理
|
||
|
||
**章节来源**
|
||
- [IState.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/state/IState.cs#L1-L26)
|
||
|
||
### Source Generators API模块
|
||
|
||
#### 源代码生成器接口
|
||
源代码生成器提供编译时代码生成能力，提升运行时性能。
|
||
|
||
```mermaid
|
||
classDiagram
|
||
class IContextAwareAttribute {
|
||
<<attribute>>
|
||
+Target Type
|
||
}
|
||
class LogAttribute {
|
||
<<attribute>>
|
||
+LogLevel Level
|
||
}
|
||
class GenerateEnumExtensionsAttribute {
|
||
<<attribute>>
|
||
+EnumType Type
|
||
}
|
||
class ContextAwareDiagnostic {
|
||
<<class>>
|
||
+ReportDiagnostic()
|
||
}
|
||
class LoggerGenerator {
|
||
<<class>>
|
||
+Execute()
|
||
}
|
||
IContextAwareAttribute --> ContextAwareDiagnostic : "诊断"
|
||
LogAttribute --> LoggerGenerator : "生成"
|
||
GenerateEnumExtensionsAttribute --> LoggerGenerator : "生成"
|
||
```
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||
|
||
**图表来源**
|
||
- [ContextAwareAttribute.cs](file://GFramework.SourceGenerators.Abstractions/rule/ContextAwareAttribute.cs)
|
||
- [LogAttribute.cs](file://GFramework.SourceGenerators.Abstractions/logging/LogAttribute.cs)
|
||
- [EnumExtensionsGenerator.cs](file://GFramework.SourceGenerators/enums/EnumExtensionsGenerator.cs)
|
||
|
||
**生成器类型**：
|
||
- ContextAwareGenerator: 上下文感知代码生成
|
||
- LoggerGenerator: 日志器代码生成
|
||
- EnumExtensionsGenerator: 枚举扩展方法生成
|
||
|
||
**诊断系统**：
|
||
- ContextAwareDiagnostic: 上下文感知诊断
|
||
- LoggerDiagnostic: 日志器诊断
|
||
|
||
**章节来源**
|
||
- [ContextAwareAttribute.cs](file://GFramework.SourceGenerators.Abstractions/rule/ContextAwareAttribute.cs)
|
||
- [LogAttribute.cs](file://GFramework.SourceGenerators.Abstractions/logging/LogAttribute.cs)
|
||
- [EnumExtensionsGenerator.cs](file://GFramework.SourceGenerators/enums/EnumExtensionsGenerator.cs)
|
||
|
||
## 依赖分析
|
||
|
||
```mermaid
|
||
graph LR
|
||
subgraph "核心抽象层"
|
||
CoreAbst[GFramework.Core.Abstractions]
|
||
end
|
||
subgraph "核心实现层"
|
||
Core[GFramework.Core]
|
||
CoreTests[GFramework.Core.Tests]
|
||
end
|
||
subgraph "游戏抽象层"
|
||
GameAbst[GFramework.Game.Abstractions]
|
||
end
|
||
subgraph "游戏实现层"
|
||
Game[GFramework.Game]
|
||
GameTests[GFramework.Game.Tests]
|
||
end
|
||
subgraph "Godot层"
|
||
Godot[GFramework.Godot]
|
||
GodotGen[GFramework.Godot.SourceGenerators]
|
||
end
|
||
subgraph "源代码生成器层"
|
||
SrcGen[GFramework.SourceGenerators]
|
||
SrcGenAbst[GFramework.SourceGenerators.Abstractions]
|
||
SrcGenCommon[GFramework.SourceGenerators.Common]
|
||
end
|
||
CoreAbst --> Core
|
||
Core --> CoreTests
|
||
GameAbst --> Game
|
||
Game --> GameTests
|
||
Godot --> Game
|
||
GodotGen --> SrcGen
|
||
SrcGen --> SrcGenAbst
|
||
SrcGen --> SrcGenCommon
|
||
```
|
||
|
||
**图表来源**
|
||
- [GFramework.Core.csproj](file://GFramework.Core/GFramework.Core.csproj#L9-L11)
|
||
- [GFramework.Game.csproj](file://GFramework.Game/GFramework.Game.csproj#L9-L12)
|
||
- [GFramework.Godot.csproj](file://GFramework.Godot/GFramework.Godot.csproj#L16-L20)
|
||
|
||
**依赖关系特点**：
|
||
- 采用单向依赖，避免循环引用
|
||
- 抽象层独立于实现层
|
||
- 源代码生成器独立部署
|
||
- 测试项目独立于核心项目
|
||
|
||
**章节来源**
|
||
- [GFramework.Core.csproj](file://GFramework.Core/GFramework.Core.csproj#L1-L13)
|
||
- [GFramework.Game.csproj](file://GFramework.Game/GFramework.Game.csproj#L1-L17)
|
||
- [GFramework.Godot.csproj](file://GFramework.Godot/GFramework.Godot.csproj#L1-L22)
|
||
|
||
## 性能考虑
|
||
|
||
### 内存管理
|
||
- 使用RegisterSingleton进行单例注册，减少内存分配
|
||
- 通过Freeze()冻结IoC容器，防止后续修改操作
|
||
- 合理使用GetAll()获取多个实例，避免重复解析
|
||
|
||
### 并发安全
|
||
- 架构初始化和销毁操作需要线程安全
|
||
- 事件注册和注销需要原子性操作
|
||
- 状态机转换需要互斥保护
|
||
|
||
### 编译时优化
|
||
- 源代码生成器在编译时生成优化代码
|
||
- 减少运行时反射调用
|
||
- 提供类型安全的API
|
||
|
||
## 故障排除指南
|
||
|
||
### 常见问题及解决方案
|
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**架构未初始化错误**：
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- 症状：调用架构方法时报错
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- 解决方案：确保先调用Initialize()再使用架构功能
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**依赖注入解析失败**：
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- 症状：GetRequired<T>()抛出异常
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- 解决方案：检查Register<T>()是否正确调用，确认实例已注册
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**状态机转换异常**：
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- 症状：CanTransitionTo()返回false
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- 解决方案：检查状态转换逻辑，确保目标状态有效
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**源代码生成器问题**：
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- 症状：生成的代码不完整
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- 解决方案：检查生成器配置，确认依赖项正确安装
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**章节来源**
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- [IIocContainer.cs](file://GFramework.Core.Abstractions/ioc/IIocContainer.cs#L69-L70)
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## 结论
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GFramework提供了一个完整、类型安全、高性能的游戏开发框架。通过清晰的接口分离、模块化设计和编译时优化，开发者可以构建可维护、可扩展的游戏应用。框架支持多目标框架，具有良好的向后兼容性，并通过源代码生成器提供额外的性能优势。
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## 附录
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### 版本兼容性
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- 支持.NET 8.0、9.0、10.0
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- Godot 4.5.1集成
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- 源代码生成器基于.NET Standard 2.0
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### 命名约定
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- 接口以"I"开头（如IArchitecture）
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- 抽象类以"Abstract"开头（如AbstractSystem）
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- 实现类以具体名称（如CommandBus）
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- 属性使用PascalCase命名
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### 设计模式
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- 依赖注入模式：通过IIocContainer实现
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- 命令查询职责分离：通过ICommand和IQuery实现
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- 观察者模式：通过IEvent实现
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- 状态模式：通过IState实现
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- 工厂模式：通过各种工厂接口实现
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### 最佳实践
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- 优先使用接口编程而非具体实现
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- 合理使用单例模式管理全局状态
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- 通过事件系统实现松耦合通信
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- 使用状态机管理复杂的游戏状态
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- 利用源代码生成器提升性能 |