UE 反射系统

先贴一个完整流程，后面再作具体讲解：

通过 UFUNCTION()、UPROPERTY()、UCLASS() 等宏标记需要进入反射系统的数据。
UBT 在正式编译前调用 UHT，UHT 扫描头文件中被标记的类型、函数和属性。
UHT 生成对应的 .generated.h 和 .gen.cpp 等中间代码。
C++ 编译器继续编译项目代码和 UHT 生成的代码。
运行时可以通过 UClass、UFunction、FProperty 等元信息访问类型、函数和属性。
引擎基于这些元信息驱动编辑器显示、蓝图调用、序列化、网络复制和 GC 引用追踪等系统。

一：什么是反射，为什么需要反射？#

在 C++ 运行期，如果想要得到类、函数、变量的具体信息，通常是不可行的。C++ 编译完成后，变量名、函数签名、成员偏移等信息不会自动保留成一套可查询的运行时类型系统。

反射的目的就是让引擎在运行期也能拿到这些结构化信息。以类为例，反射数据通常包含类名、父类、成员函数、成员变量、变量类型、成员在对象内存中的偏移值等。

UE 不是反射所有 C++ 代码，只有被手动标记的类型、函数和属性才会被 UHT 捕获。UHT 会把这些信息生成到 .generated.h、.gen.cpp 等文件中，再参与后续编译。

一句话总结：

UE 反射系统把被标记的 C++ 类、属性、函数注册到引擎的类型系统里，让引擎能在运行时识别和操作它们。

二：常用宏#

UE 反射系统常用宏

`UPROPERTY()`#

表示这个成员变量要被 UE 识别。它可以参与编辑器显示、蓝图访问、序列化、GC 引用追踪、网络复制等流程。

1UPROPERTY(EditAnywhere, BlueprintReadWrite)
2int32 Health;

`UENUM()`#

用于枚举反射，方便蓝图和编辑器使用。

1UENUM()
2enum class EWeaponType : uint8
3{
4    Sword,
5    Bow
6};

`USTRUCT()`#

用于结构体反射，比如背包物品数据、技能配置等。

1USTRUCT()
2struct FItemData
3{
4    GENERATED_BODY()
5};

`UCLASS()`#

表示这个 C++ 类要进入 UE 反射系统。通常用于 UObject 派生类，比如 AActor、UActorComponent、UUserWidget 等。

1UCLASS()
2class AMyActor : public AActor
3{
4    GENERATED_BODY()
5};

`UFUNCTION()`#

表示这个函数要被 UE 识别。它可以暴露给蓝图，也可以用于 RPC、事件、反射调用等。

1UFUNCTION(BlueprintCallable)
2void Attack();

三：UHT 与 UBT#

UHT 与 UBT 通常作为独立程序参与构建流程。简单说，UBT 负责组织 UE 项目的整体构建，UHT 负责从头文件里提取反射信息并生成代码。

UHT（Unreal Header Tool）#

UHT 的核心职责是扫描头文件，找到 UE 特有的反射宏，例如 UCLASS()、USTRUCT()、UENUM()、UPROPERTY()、UFUNCTION()，然后生成对应的反射辅助代码。

.generated.h 主要包含 GENERATED_BODY() 展开所需的声明、注册入口和样板代码。

.gen.cpp 主要负责生成类、属性、函数等元信息的注册代码，让运行时能构造出引擎可识别的 UClass、FProperty、UFunction 等对象。

UBT（Unreal Build Tool）#

在传统 C++ 开发中，构建系统通常通过 CMake、Visual Studio 工程或其他工程文件来描述。UE 需要跨平台构建，同时代码规模很大，所以使用了自己的构建系统 UBT。

UBT 的主要职责：

解析依赖： UE 的模块通常带有 .Build.cs 和 .Target.cs 文件，用来描述模块依赖、目标类型和构建设置。UBT 会在编译前解析这些依赖关系。
调度构建： UBT 会检查文件改动，按需调用 UHT 生成反射代码，再调用 MSVC、Clang 等编译器完成实际编译，最后输出 .exe、.dll 等产物。

四：运行时的元信息层#

反射信息虽然由 UHT 生成成 C++ 代码，但在运行时会表现为一组描述其他 C++ 类型的对象。也就是用 UClass、UFunction、FProperty 这类对象，去描述我们自己写的 AMyCharacter、Health、Attack() 等类、属性和函数。

为什么需要单独的元信息层？

因为普通 C++ 类和变量在编译后不会天然保留一套可供引擎查询的名字、类型、偏移、标记等信息。运行时如果只拿到对象地址，引擎不知道哪个成员叫 Health，也不知道它是不是蓝图可读写、是否需要序列化、是否是 UObject 引用。

UHT 生成的反射注册代码会把这些信息整理出来。例如某个类的元信息里可以保存类名 "AMyCharacter"、类大小 sizeof(AMyCharacter)，以及属性数组。属性元信息中又可以保存 "Health"、属性类型、对象内偏移和各种标记。

`UClass`#

通过 UClass，UE 可以知道：

类名
父类
类大小
构造方式
有哪些属性
有哪些函数
有哪些接口
默认对象 CDO
蓝图元数据

`UFunction`#

UFunction 表示一个函数的元信息，它能描述：

函数名
参数列表
返回值
是否蓝图可调用
是否 RPC
是否事件

`FProperty`#

FProperty 表示一个属性的元信息，它能描述：

属性名
属性类型
偏移量
是否可编辑
是否蓝图可读写
是否需要序列化
是否是 UObject 引用

五：反射与 GC 的关系#

UE 的 GC 需要知道哪些 UObject 还可以被访问。对于被 UPROPERTY() 标记的 UObject 引用，反射系统会记录属性类型和内存偏移。GC 做可达性分析时，就能根据这些元信息找到对象内部保存的 UObject 指针，并继续沿着引用关系遍历。

如果一个 UObject 指针只是普通裸指针，而且没有通过 UPROPERTY() 或其他 GC 引用收集机制暴露给引擎，GC 通常就无法把它当作有效引用追踪。这也是 UE 中 UObject 引用经常需要配合 UPROPERTY() 使用的原因。

一：什么是反射，为什么需要反射？#

二：常用宏#

UPROPERTY()#

UENUM()#

USTRUCT()#

UCLASS()#

UFUNCTION()#