Bukkit 与 PaperMC 技术分析：从基础到动态命令注册与插件开发

Asthenia

Bukkit 与 PaperMC 技术分析：从基础到动态命令注册与插件开发

一、PaperMC 是什么？

PaperMC 是一个基于 Spigot 的高性能 Minecraft 服务器实现，继承了 Bukkit 和 Spigot 的插件生态，同时通过性能优化和扩展的 API 提供了更强大的功能。PaperMC 是目前主流的 Minecraft 服务器实现之一，广泛用于社区服务器。

PaperMC 的核心特点

1. 性能优化：PaperMC 优化了区块加载、实体处理和内存管理，通过异步任务支持减少延迟，特别适合高负载服务器。
2. 兼容性：完全兼容 Bukkit 和 Spigot 插件，同时支持 Paper 独有的 API 功能。
3. API 扩展：paper-api 提供高级功能，如异步事件处理、改进的实体管理和对 NMS（Net Minecraft Server）的直接访问（通过 paperweight-userdev）。
4. 开源与社区支持：PaperMC 是开源项目，活跃社区持续更新以适配最新 Minecraft 版本（如 1.21.8-R0.1-SNAPSHOT）。

PaperMC 与 Spigot 的关系

PaperMC 是 Spigot 的硬分叉，在 Spigot 的基础上增加了性能优化和额外功能。Spigot 则是 Bukkit 的改进版，解决了原版 Bukkit 的性能瓶颈问题。因此，PaperMC 是 Bukkit 生态的最新演进，推荐用于现代插件开发。

二、Bukkit 是什么？

Bukkit 是一个开源的 Minecraft 服务器插件开发框架，提供标准化的 API，允许开发者通过 Java 创建插件，扩展服务器功能，如添加命令、修改游戏机制或管理玩家数据。

Bukkit 的核心特点

1. 模块化插件系统：通过继承 JavaPlugin，开发者可以创建独立的插件模块。
2. 事件驱动模型：Bukkit 提供事件系统，插件可监听和响应游戏事件（如玩家加入、方块破坏）。
3. 跨版本兼容性：Bukkit API 尽量保持向后兼容，减少版本差异对插件的影响。
4. 社区生态：Bukkit 拥有庞大的插件社区，开发者可通过 BukkitDev 等平台分享和获取插件。

Bukkit 的局限性

• 性能问题：原版 Bukkit 在高负载下表现不如 Spigot 或 PaperMC。
• API 限制：无法直接访问 NMS，限制了某些高级功能的实现。
• 停止维护：Bukkit 官方项目于 2014 年停止更新，目前由 Spigot 和 PaperMC 社区维护。

三、开发 Bukkit 插件需要注意什么？

开发 Bukkit 插件需要 Java 基础和对 Minecraft 服务器架构的理解。以下是关键注意事项：

1. 开发环境搭建

• IDE：推荐 IntelliJ IDEA，PaperMC 官方文档以其为例。
• 构建工具：使用 Maven 或 Gradle 管理依赖。例如，Maven 的 pom.xml 配置：

  <dependencies>
    <dependency>
        <groupId>io.papermc.paper</groupId>
        <artifactId>paper-api</artifactId>
        <version>1.21.8-R0.1-SNAPSHOT</version>
        <scope>provided</scope>
    </dependency>
  </dependencies>

  <scope>provided</scope> 确保 API 由服务器提供，不打包到插件 JAR。

• Java 版本：Minecraft 1.21.8 需要 Java 17 或更高版本。

2. 插件配置

传统上，插件需要在 plugin.yml 定义基本信息和命令：

name: MyPlugin
version: 1.0
main: com.example.myplugin.MyPlugin
api-version: 1.21
commands:
  hello:
    description: Sends a hello message
    usage: /<command>
    permission: myplugin.hello

然而，现代开发中可以通过反射动态注册命令（见下文）。

3. 动态命令注册

为实现更灵活的命令系统，可通过反射获取 CommandMap 动态注册命令，而不依赖 plugin.yml。以下是优化后的实现：

import org.bukkit.Bukkit;
import org.bukkit.command.Command;
import org.bukkit.command.CommandExecutor;
import org.bukkit.command.CommandMap;
import org.bukkit.command.CommandSender;
import org.bukkit.plugin.java.JavaPlugin;

import java.lang.reflect.Field;

public class MyPlugin extends JavaPlugin {
    @Override
    public void onEnable() {
        try {
            // 获取 CommandMap
            final Field bukkitCommandMap = Bukkit.getServer().getClass().getDeclaredField("commandMap");
            bukkitCommandMap.setAccessible(true);
            CommandMap commandMap = (CommandMap) bukkitCommandMap.get(Bukkit.getServer());

            // 创建自定义命令
            Command myCommand = new Command("hello") {
                @Override
                public boolean execute(CommandSender sender, String commandLabel, String[] args) {
                    // 委托给自定义的 CommandExecutor
                    return new PermissionCommand().onCommand(sender, this, commandLabel, args);
                }
            };

            // 设置命令属性
            myCommand.setDescription("Sends a hello message");
            myCommand.setUsage("/<command>");
            myCommand.setPermission("myplugin.hello");
            myCommand.setPermissionMessage("You do not have permission to use this command!");

            // 注册命令
            commandMap.register("myplugin", myCommand);
            getLogger().info("Command /hello registered successfully!");
        } catch (NoSuchFieldException | IllegalAccessException e) {
            getLogger().severe("Failed to register command: " + e.getMessage());
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

// 自定义命令执行器
class PermissionCommand implements CommandExecutor {
    @Override
    public boolean onCommand(CommandSender sender, Command command, String label, String[] args) {
        if (!sender.hasPermission("myplugin.hello")) {
            sender.sendMessage(command.getPermissionMessage());
            return true;
        }
        sender.sendMessage("Hello, world!");
        return true;
    }
}

动态注册的优点

• 灵活性：无需修改 plugin.yml，可在运行时动态添加命令。
• 模块化：适合需要动态生成命令的插件（如根据配置文件生成命令）。
• 可扩展性：便于实现自定义命令系统。

注意事项

• 反射风险：反射访问 CommandMap 依赖服务器实现，可能因 PaperMC 更新而失效。建议检查服务器版本兼容性。
• 权限管理：动态注册命令时需手动设置权限（如 setPermission），并在 CommandExecutor 中检查权限。
• 错误处理：确保捕获反射相关异常，避免插件崩溃。
• 命令冲突：通过 commandMap.register("myplugin", myCommand) 指定插件前缀（如 myplugin），避免与其他插件命令冲突。

4. 事件监听与数据存储

• 事件监听：通过 Listener 接口和 @EventHandler 注解处理事件：

  import org.bukkit.event.EventHandler;
  import org.bukkit.event.Listener;
  import org.bukkit.event.player.PlayerJoinEvent;
  
  public class MyPlugin extends JavaPlugin implements Listener {
    @Override
    public void onEnable() {
        getServer().getPluginManager().registerEvents(this, this);
    }
  
    @EventHandler
    public void onPlayerJoin(PlayerJoinEvent event) {
        event.getPlayer().sendMessage("Welcome!");
    }
  }

• 数据存储：使用 getConfig() 管理 config.yml，或通过 PersistentDataContainer 存储自定义数据：

  player.getPersistentDataContainer().set(new NamespacedKey(this, "key"), PersistentDataType.STRING, "value");

5. 开发注意事项

• 线程安全：避免在主线程执行耗时操作，使用 Bukkit.getScheduler().runTaskAsynchronously。
• 权限检查：始终验证命令或事件的权限。
• 调试：在本地 PaperMC 服务器测试插件，确保兼容目标版本（1.21.8）。
• 文档化：为动态命令提供清晰的文档，说明用法和权限。

四、插件交互的底层逻辑与数据流动

1. 交互流程

1. 插件加载：服务器启动时加载 plugin.yml 和主类，调用 onEnable 初始化插件（包括动态命令注册）。
2. 命令处理：
   • 玩家输入命令（如 /hello），服务器通过 CommandMap 分发到对应的 Command 对象。
   • Command.execute 调用自定义的 CommandExecutor 处理逻辑。
3. 事件处理：服务器触发事件（如 PlayerJoinEvent），分发到注册的监听器。
4. 数据存储：插件通过文件（config.yml）、数据库或 PersistentDataContainer 持久化数据。

2. 数据流动

• 客户端到服务器：玩家动作（如输入命令、破坏方块）通过数据包发送到服务器。
• 服务器处理：PaperMC 解析数据包，触发事件或命令，调用插件逻辑。
• 插件处理：插件通过 API 修改服务器状态（如发送消息、更改玩家数据）。
• 服务器到客户端：服务器将更新后的状态通过数据包发送回客户端。
• 内部数据：插件通过配置文件或数据库存储数据，跨会话保持状态。

3. 确保数据流动的注册

• 命令：通过 CommandMap 注册动态命令。
• 事件：通过 getServer().getPluginManager().registerEvents 注册监听器。
• 定时任务：使用 Bukkit.getScheduler() 安排异步或同步任务。
• 权限：为命令设置权限，并在 CommandExecutor 中检查。
• 配置文件：通过 saveDefaultConfig 和 getConfig 管理设置。

五、插件兼容性设计

1. 理解 api-version

在 plugin.yml 中，api-version 指定插件针对的 Bukkit API 版本，例如：

api-version: 1.21

• 作用：api-version 告诉服务器插件依赖的 API 版本，服务器会检查是否兼容。
• 兼容性：PaperMC 通常向后兼容较新的 API 版本，但不支持较旧的版本（如 1.6.4）。如果 api-version 设置为 1.21，插件可能无法在 1.6.4 的服务器上运行。

2. 兼容 1.6.4 的可能性

将 1.21.8 的插件兼容到 1.6.4（2013 年发布，API 版本约 1.6）几乎不可行，原因如下：

• API 变更：Bukkit API 在 1.6.4 到 1.21.8 之间发生了重大变化，许多方法被弃用或重构。例如，1.6.4 不支持现代的异步事件、新的实体 API 或 PersistentDataContainer。
• Minecraft 核心变更：Minecraft 从 1.6.4 到 1.21.8 引入了新方块、实体和游戏机制，底层 NMS 代码完全不同，导致插件无法直接适配。
• PaperMC 约束：PaperMC 仅支持较新的 Minecraft 版本（通常为最近几年的版本）。1.6.4 仅支持原版 Bukkit 或早期 Spigot，PaperMC 的优化和 API（如 paper-api）无法在 1.6.4 上运行。
• 依赖问题：paper-api 1.21.8 依赖 Java 17，而 1.6.4 的服务器通常运行在 Java 6 或 7 上，存在 JVM 兼容性问题。

可行方案

• 条件编译：使用反射或条件逻辑检测服务器版本，针对不同版本调用不同方法。例如：

  if (Bukkit.getVersion().contains("1.6")) {
    // 1.6.4 兼容代码
  } else {
    // 现代版本代码
  }

  但这需要为每个版本维护大量代码，增加开发复杂性。

• 多版本插件：发布多个插件版本，分别针对 1.6.4 和 1.21.8，分别使用对应的 API 和依赖。
• 限制功能：在 1.6.4 上仅实现基本功能，避免使用新 API。
• 使用兼容层：某些插件框架（如 ProtocolLib）提供跨版本兼容性，但仍无法完全弥合 1.6.4 到 1.21.8 的差距。

实际建议

兼容 1.6.4 成本极高，且用户群体有限。建议：

• 专注于 1.13+（现代化 API 的起点，如扁平化更新）。
• 在 plugin.yml 中明确 api-version: 1.13，并测试插件在 1.13 到 1.21.8 的兼容性。
• 如果必须支持 1.6.4，开发独立的轻量级插件，基于原版 Bukkit API。

六、Bukkit 为我们解决了什么问题？

Bukkit 提供了一个抽象的开发框架，解决了以下问题：

1. 简化开发：通过 API 屏蔽 NMS 复杂性，开发者无需直接操作数据包。
2. 事件驱动：事件系统允许轻松响应游戏行为。
3. 插件隔离：确保插件互不干扰，运行在独立上下文。
4. 跨版本支持：尽量减少版本差异的影响（但不包括极端版本如 1.6.4 到 1.21.8）。
5. 生态支持：提供文档和社区资源，降低开发门槛。

七、学习 Bukkit API 的建议（基于已有 Java 基础）

您提到已有良好的 Java 基础，这为学习 Bukkit API 提供了坚实的基础。以下是针对您的学习路径建议：

1. 掌握 Bukkit/Paper API 核心

• 事件系统：深入理解 org.bukkit.event 包，学习常见事件（如 PlayerJoinEvent、BlockBreakEvent）和优先级机制。
• 命令系统：熟悉传统命令注册和动态命令注册（如 CommandMap）。
• 玩家与世界管理：学习 org.bukkit.entity.Player、org.bukkit.World 和 org.bukkit.inventory 包，掌握玩家操作、方块修改和库存管理。
• 数据持久化：熟练使用 config.yml 和 PersistentDataContainer 存储数据。

2. 学习 PaperMC 独有功能

• 异步支持：PaperMC 提供异步事件和任务（如 runTaskAsynchronously），学习如何优化性能。
• NMS 访问：通过 paperweight-userdev 访问底层代码，适合高级功能（如自定义实体）。
• Paper API：探索 io.papermc.paper 包中的扩展功能，如改进的粒子效果和异步区块加载。

3. 实践与项目

• 简单插件：实现基础功能（如欢迎消息、自定义命令）。
• 复杂插件：尝试开发 GUI 界面、数据库集成或自定义游戏机制。
• 开源贡献：参与 PaperMC 或现有插件的 GitHub 项目，学习代码结构和最佳实践。

4. 调试与优化

• 本地服务器：搭建 PaperMC 1.21.8 测试服务器，熟悉调试流程。
• 性能分析：使用 PaperMC 的 /timings 命令分析插件性能，避免阻塞主线程。
• 日志管理：通过 getLogger() 记录详细日志，便于调试。

5. 社区与资源

• 文档：阅读 PaperMC 官方文档（docs.papermc.io）和 API 参考（jd.papermc.io）。
• 社区：加入 SpigotMC 论坛、PaperMC Discord 或 BukkitDev，获取最新教程和解决方案。
• 开源代码：学习 GitHub 上热门插件的代码（如 EssentialsX、WorldEdit）。

6. 高级主题

• 反射与 NMS：深入学习反射（如动态命令注册）和 NMS 操作，处理复杂需求。
• 多版本兼容：掌握如何使用反射或条件逻辑支持多个 Minecraft 版本。
• 插件框架：探索第三方框架（如 CommandAPI、InventoryGUI），简化开发。

7. 推荐学习步骤

1. 搭建开发环境，运行一个简单的 “Hello World” 插件。
2. 实现动态命令注册和事件监听。
3. 学习数据持久化和异步任务。
4. 开发一个中等复杂度的插件（如简单的经济系统）。
5. 研究 PaperMC 独有功能，尝试优化性能或使用 NMS。

八、总结

PaperMC 作为 Bukkit 和 Spigot 的优化版本，提供高性能和扩展 API，是现代 Minecraft 插件开发的首选。动态命令注册通过反射和 CommandMap 实现，提供了灵活性，但需注意反射风险和权限管理。插件兼容性受限于 API 和 Minecraft 版本差异，兼容 1.6.4 到 1.21.8 几乎不可行，建议聚焦 1.13+。基于您的 Java 基础，学习 Bukkit API 应注重核心功能、Paper 扩展、实践项目和社区资源，逐步深入高级主题如 NMS 和多版本兼容。

teddyxlandlee

关于反射定义命令，我有2点看法：

1. Paper API中有通过brigadier定义命令的API，可以在onEnable()中设置命令，而不再需要折腾[paper-]plugin.yml，只不过需要的版本比较新，印象中这一API在1.21.7才稳定。
2. Paper生态中有一个Gradle插件叫 paperweight，借助它可以直接引入NMS作为依赖，不再需要反射。并且由于Paper从1.20.5开始彻底转向官方映射表（MojMaps），和Bukkit API版本相绑定的NMS包名不复存在，因此在不接触非public类/字段/方法的情况下，不再有使用Class.forName进行反射引用等hack的必要性。

我自己的插件PaperSpeed Zero，就是使用了Paper提供的brigadier API以及paperweight-userdev插件进行开发（可能因为我写模组写的比较多，所以对NMS内容比较熟悉）。尽管插件代码由Kotlin而非Java编写，对于不熟悉Kotlin语言的开发者可能存在一定阅读难度，但如果楼主有意了解该插件有关内容，亦可站内私信或邮箱（后者更即时）联系。