Unity 与 Python 交互调用
篇前需要强调的是 直接使用python来跑一些算法用来做验证是可以的， 但是对外发布的版本建议还是转移成c++版本， 这样效率会更高。
py 与 prd
Python的脚本文件是开源的，量化策略的安全性没有保障。因此需要保护源码。那么要对Python代码进行混淆、加密保护。
混淆代码，我准备使用pyminifier。而加密处理，就比较麻烦。
Python有py、pyc、pyw、pyo、pyd等文件格式。 其中，pyc是二进制文件。但很容易被反编译。 pyw也不行，只是隐藏命令行界面而已，可以作为入口脚本。pyo和pyc差不多，也容易被反编译。
最后剩下pyd格式。pyd格式是D语言(C/C++综合进化版本)生成的二进制文件，实际也会是dll文件。该文件目前位置没找到可以被反编译的消息，只能被反汇编。Sublime text编辑器也是使用该格式。
Python的py文件生成pyd文件步骤如下。
1. CPython
安装cpython， 通过pip命令：
pip install cython
也可以在安装vs的界面选择python开发
2. 配置 setup.py
setup.py主要配置如下， cythonize可以传进一个list， cpython根据list就可以编译:
from distutils.core import setup
from Cython.Build import cythonize
setup(
name='Hello world app',
ext_modules=cythonize(["test.py", 'test2.py']),
)
亦或是这样：
from distutils.core import setup
from Cython.Build import cythonize
def main():
# 预处理
# ...
setup(
name='Hello world app',
ext_modules=cythonize(["test.py", 'test2.py']),
)
# 后处理
# ....
if __name__ == '__main__':
main()
这样的话， 在执行setup之前， 还可以写一些预处理的东西, 比如临时文件路径调整之类的。
3. 编译运行
终端进入工作目录， 执行下面命令：
python setup.py build_ext --inplace
执行完毕之后， 就可以当前目录下生成的.c 和 .pyd 文件了， 还有build目录。
python.net
pythonnet最核心的就是python.Runtime.dll动态库，这个库是c#编写的实现了两种语言的交互。 这个dll可以通过vs的 NuGet 包管理器获取, 当然也可以去 github 获取源码自行编译。
using (Py.GIL())
{
dynamic test = Py.Import("test");
Debug.Log("add: " + test.add(12, 22));
Debug.Log("sum:+ " + test.sum(new[] { 2.0f, 3 }));
byte[] bytes = { 0x01, 0xff, 0x32, 0x84 };
Debug.Log("bytes2sum: " + test.bytes2sum(bytes));
dynamic sys = Py.Import("sys");
Debug.Log(sys.path);
}
python 中定义如下：
def add(a, b):
print("a+b: ", (a + b))
return a + b
def sum(arr):
return arr[0] + arr[1]
def bytes2sum(buf):
print(buf[0], buf[1], buf[2])
return buf[1]
python 和 c# 之间支持 int, float, byte， array等数据格式交互。 如果代码中有在python中调用多线程的地方， 需要在c#中提前做如下声明：
PythonEngine.BeginAllowThreads();
c#中描述所有的python类型都是 dynamic， 如c#里调用numpy：
dynamic np = Py.Import("numpy");
Console.WriteLine(np.cos(np.pi * 2));
dynamic sin = np.sin;
Console.WriteLine(sin(5));
python 中调用c#
Python中 以clr包的方式调用 .net
import clr
from System import String
from System.Collections import *
python 中默认在macOS和linux平台加载的是 Mono, 在Windows平台加载的是 .NET Framework(netfx), 自行安装的.net core 如果配置了环境变量PATH里去， 则会使用环境变量的版本, 更多详细的介绍参考这里.
工作目录
如果代码里获取ai模型的目录使用的是相对路径， 请确保文件夹的位置， 一般来说，我们使用的路径就是代码对应的目录， 即下面 os.getcwd() 打印出来的路径
import os
os.getcwd()
从Unity中启动时， 此时获取的工作路径是平时于Assets的目录， 如果想让ai模型能够正确读进内存， 需要把模型文件拷贝到Unity根目录下。
多进程
测试发现Unity中启动开启多进程， 会默认打开Unity hub， 即便是导出exe这样发布的版本， 多进程也会重新打开一次exe进程。 最开始的做法是把多进程改为多线程，因为GIL的存在，python的多线程虽然可以利用多核CPU，但并不能让多个核同时工作， 所以如果使用多线程替换多进程的话， 相比之前的多进程， 执行效率肯定存在下降的。
一般的话， 使用 multiprocessing 来创建一个多进程， 如下：
from multiprocessing import Process
p = Process(target=test2) # test2是方法名
p.start()
跟进到 Process 的 Start 方法内部， 看见其内部还是启动一个python.exe的进程， 这个进程默认是根据 python_exe 是通过 spwan.get_executable() 或者 sys.executable / sys._base_executable 来获取， 如下在代码 popen_spawn_win32.py 在 multiprocessing包内：
python_exe = spawn.get_executable()
# bpo-35797: When running in a venv, we bypass the redirect
# executor and launch our base Python.
if WINENV and _path_eq(python_exe, sys.executable):
python_exe = sys._base_executable
env = os.environ.copy()
env["__PYVENV_LAUNCHER__"] = sys.executable
else:
env = None
with open(wfd, 'wb', closefd=True) as to_child:
# start process
try:
hp, ht, pid, tid = _winapi.CreateProcess(
python_exe, cmd,
None, None, False, 0, env, None, None)
_winapi.CloseHandle(ht)
except:
_winapi.CloseHandle(rhandle)
raise
正常使用python启动的时候， sys.executable
import sys
sys.executable = "D:\install\python37\python.exe"
sys._base_executable = "D:\install\python37\python.exe"
from multiprocessing import Process
如果没有设置sys.executable， 从unity启动的时候 打印此变量， 就可以看到此时的启动进程路径是：
根据代码打印出的结果是：
print(str(hasattr(sys, '_base_executable')))
print(sys._base_executable)
print(spawn.get_executable())
输出结果如下
True
D:\install\Unity 2020.3.36f1c1\Editor\Unity.exe
D:\install\Unity 2020.3.36f1c1\Editor\Unity.exe
因此在内部执行新的进程的时候就没有启动python进程， 而是变成了Unity.exe。 如果将Unity工程导出windows可以运行的exe, 若此时没有重新设置 sys.executable， 此时启动的进程exe即导出的exe。