Unity+Pythonnet：PlayMode切换时无法重置sys.modules状态求助

问题背景 #

使用NuGet包pythonnet将Python集成到Unity项目，采用了Python生命周期管理逻辑（对应PythonLifeCycle.cs）。运行时通过以下代码导入模块：

using (Py.GIL())
{
    using (PyModule scope = Py.CreateScope())
    {
        dynamic sys = scope.Import("sys");
        Debug.Log(sys.modules.keys());
        sys.path.append("C:\\Users\\<user>\\my-package");
        dynamic pythonPackage = scope.Import("my_package");

        sys.path.append(packagePath);
        scope.Import("src");
        this.module = scope.Import("src.main");
    }
}

退出并重新进入PlayMode后，初始化Python引擎时打印sys.modules，发现全局sys.modules中仍保留my_package，说明Py.CreateScope()的隔离作用无效。已尝试以下方案但均失败：

• 使用importlib.reload重载模块
• 场景启动时执行InitializeEngine() -> ShutdownEngine() -> InitializeEngine()
• 完整复制对应项目的Python配置（包括设置PYTHONDONTWRITEBYTECODE=1环境变量）
• 移除pythonnet代码中RestoreRuntimeData的所有引用

只有重启Unity编辑器才能重置sys.modules，需找到PlayMode切换时重置sys.modules的有效方法。

可行解决方案 #

1. 手动清理自定义模块 #

在Python引擎初始化完成后、导入新模块前，遍历sys.modules并移除自定义模块及相关依赖（避免删除Python内置模块）：

using (Py.GIL())
{
    dynamic sys = Py.Import("sys");
    var modulesToRemove = new List<string>();
    foreach (var moduleName in sys.modules.keys())
    {
        string name = moduleName.ToString();
        if (name.StartsWith("my_package") || name.StartsWith("src"))
        {
            modulesToRemove.Add(name);
        }
    }
    foreach (var name in modulesToRemove)
    {
        sys.modules.Remove(name);
    }
}

2. 彻底释放Python引擎资源 #

Unity的PlayMode切换时进程并未重启，pythonnet的Python runtime可能残留内存。可在PlayMode切换回调中执行彻底清理：

#if UNITY_EDITOR
using UnityEditor;
#endif

private void OnApplicationQuit()
{
    ShutdownPythonEngine();
}

#if UNITY_EDITOR
[InitializeOnLoadMethod]
static void Init()
{
    EditorApplication.playModeStateChanged += OnPlayModeChanged;
}

static void OnPlayModeChanged(PlayModeStateChange state)
{
    if (state == PlayModeStateChange.ExitingPlayMode)
    {
        PythonLifeCycle.ShutdownEngine();
        // 强制触发垃圾回收
        GC.Collect();
        GC.WaitForPendingFinalizers();
        GC.Collect();
    }
}
#endif

同时修改ShutdownEngine()方法，强化清理逻辑：

public static void ShutdownEngine()
{
    if (!IsInitialized) return;
    
    using (Py.GIL())
    {
        dynamic sys = Py.Import("sys");
        // 只清理自定义模块，避免影响Python内置功能
        var modulesToRemove = new List<string>();
        foreach (var moduleName in sys.modules.keys())
        {
            string name = moduleName.ToString();
            if (name.StartsWith("my_package") || name.StartsWith("src"))
            {
                modulesToRemove.Add(name);
            }
        }
        foreach (var name in modulesToRemove)
        {
            sys.modules.Remove(name);
        }
    }
    
    Py.Shutdown();
    IsInitialized = false;
}

3. 子进程隔离Python环境 #

如果上述方法无效，可将Python代码放到独立子进程运行，通过IPC（命名管道、Socket等）与Unity通信。每次进入PlayMode启动新的Python进程，天然隔离环境，无sys.modules残留问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者INTODAN