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UE接口通信

news 来源：原创 2025/6/6 18:26:40

在 Unreal Engine 中，确实有好几种常见的“蓝图／C++ 之间或对象之间的通信”方式：直接引用（Cast）、事件分发器（Event Dispatcher）、委托（Delegate）、以及接口（Interface）。从性能角度来看，接口通信（Blueprint Interface 或 C++ Interface）往往被认为是开销最小、最“轻量级”且最灵活的一种方式。

1. 直接引用（Cast）

原理：通过 Cast<目标类>(某对象指针) 获得对方类型，然后直接调用对方的函数或访问属性。
优点：调用时不存在额外的中间抽象，直接拿到对象实例，函数调用开销基本等同于普通方法调用。
缺点：
1. 需要在蓝图/代码里明确写出对方的“具体类”，可维护性差，耦合高。
2. 如果对象不符合预期类型还要进行空指针检查或失败判断。
3. 在大型项目里，一旦类名或路径改了，所有 Cast 都要同步修改。

性能评价：Cast 本身会做一个运行时类型检查（RTTI），如果 Cast 失败会消耗少量时间；如果 Cast 成功，之后直接调用就是普通调用开销。总体来看，单次 Cast 的开销非常小，但如果在大量 Tick 里反复 Cast 则会累积成本。一般来说，一个对象找到引用后，把引用保存在变量里就不会再反复 Cast；性能几乎可以忽略不计。

2. 事件分发器（Event Dispatcher）

原理：在发送方（通常是在蓝图／Actor 里）声明一个 Event Dispatcher，把它当作“回调”或“广播”来用。其他 Actor 在蓝图里通过“绑定（Bind Event）”的方式把自己的某个自定义事件和这个 Dispatcher 关联。当发送方调用 Call 时，所有绑定好的监听者都会触发它们对应的实现逻辑。
优点：
1. 非常适合“广播式”通信——一对多或多对一的解耦。
2. 可以在蓝图编辑器中可视化地绑定/解绑，易于维护。
3. 支持动态绑定，在运行时可以随时绑定/解绑。
缺点：
1. 底层是动态委托（Dynamic Delegate），会有一定“寻址”和“迭代调用”开销。每次发射（Broadcast）时，需要遍历所有已绑定的监听者，逐个调用。
2. 如果监听者很多，或每帧都调用一次 Broadcast，就会带来可测但可接受的性能消耗。

性能评价：单次 Bind/Unbind 的开销也是动态分配列表、哈希等操作，单次微乎其微。但频繁广播、监听者很多时会线性拉伸开销。如果只在关键时刻广播（比如角色受击、任务完成、UI 刷新之类），日常游戏逻辑下的次数并不算多，开销通常也能接受。

3. 委托（Delegate）／ C++ 代理（Delegate）

原理：C++ 版的“Delegate”有两种：静态委托（Non-Dynamic Multicast Delegate）和动态委托（Dynamic Multicast Delegate）。非动态的在编译期绑定，开销更小；动态的可以在蓝图里也能绑定，开销略高。工作原理和事件分发器类似。
优点：
1. 代理链（Multicast Delegate）可一次性绑定多个监听。
2. 静态委托在 C++ 里纯函数指针调用，性能几乎与普通函数一样。
缺点：
1. 动态委托（用在蓝图）也会做反射查找，开销略高。
2. 绑定／解绑操作如果过于频繁，也会产生额外成本。

性能评价：

静态 Delegate（DECLARE_MULTICAST_DELEGATE、DECLARE_DELEGATE 系列）

绑定是手动写代码，一般在 BeginPlay 里固定绑定好，就不会有额外查找。调用就是直接函数指针队列，性能几乎等同直接函数调用。

动态 Delegate（DECLARE_DYNAMIC_MULTICAST_DELEGATE）

在蓝图里也能绑定，底层会走 UObject 的反射/查找路径。如果每帧频繁调用并且监听者多，性能开销会比接口略大一些。

4. 接口（Interface）

原理：在 UE 中，Interface（蓝图接口/ C++ 接口）本质是为一组 Class 定义了一套“函数签名”，并且所有实现 Interface 的类都必须重写这些函数。调用方在拿到 “IInterface” 时，不需要知道具体类型，只要对象实现了这个 Interface，就可以直接以接口方式调用它定义的函数。底层实现上，接口会在 UObject 上做一个虚函数查找（类似虚表），然后跳转到具体实例的实现。
优点：
1. 解耦：调用方只关心接口里定义了什么函数，不需要知道对方到底是什么类，也不需要做 Cast。
2. 灵活：一个 Actor 可以同时实现多个接口，比多重继承更安全、灵活。
3. 无需提前绑定／注册：直接把指针当作 IYourInterface::Execute_FunctionName(SomeObject) 来调用，如果 SomeObject 没有实现接口，调用会直接失败并返回。
4. 性能开销小：接口调用是走 C++ 里虚函数表（VTable）或蓝图里类似“虚调用”的方式，一次间接跳转即可，基本等同于普通函数调用的开销；相比起动态 Delegate（需要遍历监听列表），或者 Cast（需要做类型检查），接口调用的路径更短、更直接。
缺点：
1. 接口只能定义“函数原型”＋可选的 BlueprintImplementableEvent，不支持存储属性；不适合用来“存共享数据”。
2. 如果接口函数非常多，而很多类只是部分实现，可能会显得接口臃肿，需要合理拆分。
3. 在蓝图里，对接口函数的调用要比对普通函数做一个隐式的“是否实现”检查，如果不小心在对象为 null 或者对象没有实现接口时调用，蓝图会报错或什么都不执行，需要在调用前先做 Does Implement Interface 的判断。

性能评价：

调用时不做类型 Cast，而是直接通过接口分派一次“查表”去到具体实现，典型开销就是一次虚函数查找＋一次函数跳转。

在多数游戏逻辑里，单次接口调用占用几乎可以忽略，尤其是对比“每帧大量广播事件分发器”或“频繁做 Cast”时要更好一些。

因此，当你需要在很多类之间做 “只要实现了 IWhatever 接口就可以执行某段逻辑”，接口通信在性能和设计耦合上都是最优解。

不同方式的场景取舍建议

少量、固定的左右引用
- 如果 A 类只需要在初始化时找到 B，然后偶尔调用一次方法，且项目规模不大，用 Cast<UB>（或蓝图里直接拖引用）就足够了。
- 但是如果后期 B 的类型可能变动，或你希望功能可扩展，就推荐使用接口。
一对多广播／监听
- 比如当玩家血量改变时，需要同时更新血条 UI、播放音效、触发某些特效……这种场景下用 事件分发器／动态委托 最直观，也方便在蓝图里可视化调试。
- 但如果所有监听者都实现了某个接口（比如 IHealthListener），你也可以在多人监听时直接遍历场景里所有实现了接口的对象，然后一起调用。接口遍历的效率要比广播+遍历委托列表少一点，但遍历场景里所有 Actor 也有额外开销，这两种做法都要根据实际逻辑进行权衡。
跨模块解耦
- 当你的项目模块化程度很高，比如 UI、Gameplay、AI、装备系统都是独立插件，你并不想在代码里出现相互包含；这时接口就是最合适的。只要在公共模块里定义一个 IGameplayActionInterface，各个插件只要在对应 Actor 上实现它就行，调用方直接用接口就能找到实现，不需要再 Cast 到具体类。
- 这种方式不仅在编译依赖上更清晰，也能保证功能扩展时的灵活性。
需要共享“状态数据”
- 如果你需要把某些可观察的属性（比如血量、分数、状态标记）暴露给别的模块，接口只能暴露方法，并不能直接暴露属性。可以在接口里定义“GetHealth()”、“OnHealthChanged()”这类函数；但是如果想直接访问对方变量，就还是要用“Cast 到具体类”或者给对方写一个“暴露数据的 BlueprintCallable 函数”。

为什么“接口通信开销最小”几乎成立

调用路径短
- 接口调用只涉及一次“虚函数查表”＋一次跳转；
- 而 Cast 要做一次运行时类型检查（RTTI）、Event Dispatcher 要做多次迭代调用、动态委托还可能涉及反射查找、广播列表循环等。
无需额外 Bind/Unbind
- 你不需要在运行时维护一个监听者列表，也不需要手动在蓝图里拖绑定。只要对象实现接口，直接 Execute_XXX() 就行。这样“绑定阶段”的开销自然省下来了。
更少的内存和数据结构管理
- 相比事件分发器背后保存一个 TArray 或动态委托背后保存一个列表，接口本身在 UObject vtable 里有一份“实现列表”信息，几乎可以看成零额外开销。