Context (上下文层)

1. 概述

Context 是游戏引擎的中间层，作为 Bootstrap 和 Game 之间的数据容器和接口契约。

职责定位	说明
做什么	持有能力指针（Window、Renderer、Logging 等），定义接口契约
不做什么	不创建对象、不执行业务逻辑、不持有状态

设计哲学：Context 是"容器 + 接口"，它定义了 Game 需要使用哪些能力，但不关心这些能力如何创建。它解耦了"使用者"（Game）和"提供者"（Bootstrap）。

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2. 核心概念

2.1 为什么需要 Context？

直接注入的问题：
Bootstrap ──→ Game
  ❌ Game 必须知道所有具体类型
  ❌ 每次新增能力都要修改 Game 构造函数
  ❌ 违反开闭原则

使用 Context 的优势：
Bootstrap ──→ Context ──→ Game
  ✅ Game 只需知道 Context 接口
  ✅ 新增能力只需扩展 Context
  ✅ 关注点分离

2.2 Context vs 具体能力

维度	Context	具体能力 (如 IRenderer)
本质	容器（Container）	服务接口（Service Interface）
职责	持有指针、定义变量	定义"能做什么"（Draw、Clear）
生命周期	创建由 Bootstrap 管理	创建由 Bootstrap 管理
使用方式	被 Game 持有并访问	Game 通过 Context 间接使用

2.3 能力流动

┌─────────────┐
│  Bootstrap  │  ← 创建具体实现（DX12Renderer、FileSystem 等）
└──────┬──────┘
       │
       │ 填充能力
       ▼
┌─────────────┐
│   Context   │  ← 持有能力指针（仅接口类型）
│  (数据容器)   │
└──────┬──────┘
       │
       │ 注入
       ▼
┌─────────────┐
│    Game     │  ← 通过 Context 访问能力
└─────────────┘

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3. Context 的设计

3.1 核心结构

// Context 是一个纯数据容器，不包含任何业务逻辑
class GameContext {
public:
    // ── 基础子系统指针 ──
    IWindow*      Window      = nullptr;   // 窗口管理
    IRenderer*    Renderer    = nullptr;   // 渲染器
    IConfig*      Config      = nullptr;   // 配置管理
    ILogging*     Logging     = nullptr;   // 日志系统
    IFileSystem*  FileSystem  = nullptr;   // 文件系统

    // ── 游戏模块指针 ──
    IInputSystem*    InputSystem   = nullptr;
    IAudioSystem*    AudioSystem   = nullptr;
    IPhysicsSystem*  PhysicsSystem = nullptr;

    // ── 便捷访问方法 ──
    bool IsValid() const;
    void Release();  // 释放所有指针（但 Context 本身不负责销毁对象）
};

// 接口示例
class IRenderer {
public:
    virtual void Clear() = 0;
    virtual void Draw() = 0;
    virtual ~IRenderer() = default;
};

3.2 使用示例

// Bootstrap 负责创建和填充 Context
class Bootstrap {
public:
    GameContext* CreateContext() {
        auto ctx = new GameContext();

        // 创建具体实现
        ctx->Window    = new DX12Window();
        ctx->Renderer  = new DX12Renderer();
        ctx->Logging    = new FileLogging();
        ctx->Config     = new JsonConfigManager();

        return ctx;
    }
};

// Game 只依赖 Context 接口
class Game {
private:
    GameContext* m_Context;  // 单一的注入点

public:
    Game(GameContext* ctx) : m_Context(ctx) {}

    void Render() {
        // 通过 Context 访问能力
        m_Context->Renderer->Clear();
        m_Context->Renderer->Draw();
    }
};

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4. 架构图表

4.1 三层架构全景

4.2 数据流时序图

4.3 依赖关系图

4.4 扩展性示意

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5. Context 的设计原则

原则	说明
纯数据容器	只包含指针和 getter/setter，不包含业务逻辑
单一注入点	Game 通过一个 Context 对象获取所有能力
接口契约	Context 中只声明接口类型（IRenderer*），不声明具体类型（DX12Renderer*）
所有权分离	Context 持有指针但不负责销毁，由创建者（Bootstrap）负责生命周期
可扩展性	新增能力只需在 Context 中添加新指针，无需修改 Game

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6. 与其他模块的关系

6.1 职责边界

操作	Bootstrap	Context	Game
创建具体对象	✅	❌	❌
持有能力指针	❌	✅	❌
使用能力	❌	❌	✅
管理生命周期	创建	不负责	触发释放

6.2 类型可见性

// Bootstrap (可见所有类型)
class Bootstrap {
    void CreateGame() {
        auto ctx = new GameContext();
        ctx->Renderer = new DX12Renderer();  // ✅ 可见具体类型
        ctx->Window   = new DX12Window();
    }
};

// Context (只可见接口)
class GameContext {
    IRenderer* Renderer;  // ✅ 接口类型
    IWindow*   Window;    // ✅ 接口类型
};

// Game (只可见 Context)
class Game {
    GameContext* m_Context;
    void Render() {
        m_Context->Renderer->Draw();  // ✅ 通过接口使用
    }
};

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7. 未来扩展

随着引擎发展，Context 可逐步添加：

阶段	新增能力	说明
Phase 1	MemoryAllocator*	内存管理器指针
Phase 1	FileSystem*	文件系统指针
Phase 2	InputSystem*	输入系统指针
Phase 2	AudioSystem*	音频系统指针
Phase 3	PhysicsSystem*	物理系统指针
Phase 3	AISystem*	AI 系统指针

所有新增能力遵循相同模式：在 Context 中添加接口指针 → Bootstrap 填充 → Game 使用。