互操作协议
为了同时支持多种 .NET 运行时，Z# 放弃了针对特定实现的互操作方案，选择只依赖 ECMA-335 中明确定义的特性来定义自己的互操作协议。
Z# 的互操作协议只需要运行时提供两个接口：
int load_assembly(const void* assembly_bytes, size_t assembly_bytes_len, const void* symbol_bytes, size_t symbol_bytes_len);
int get_function_pointer(const char_t* type_name, const char_t* method_name, const char_t* delegate_type_name, void** delegate);
两个接口分别用于从字节流中加载一个程序集到 Default ALC 和从中获取一个 [UnmanagedCallersOnly] 的托管方法。
任何完整实现了 ECMA-335 且有上述两个能力的 .NET 9 版本及以上的运行时，都是一个有效的 Z# 脚本后端。
ZCall
对于那些不可穷举的接口，Z# 定制了一套统一的互操作协议来进行调用，称为 ZCall。
之所以存在不可穷举的接口，是因为虚幻引擎采用多语言混合开发的模式。 即使 Z# 能穷举所有引擎接口，也无法知道开发者会在项目的 C++ 层定义哪些接口。
实际上，引擎的所有代码都在 C++ 层，想手动导出所有引擎代码本身就已经是不可能的了。 因此，除了真正无法穷举的接口（项目代码），引擎中的接口也是优先使用 ZCall。 只有像最底层的字符串、智能指针、容器、委托这种使用高频调用的接口才会选择手动导出。
ZCall 是进程内的、二进制格式的通信协议。
一次 ZCall 由 协议名 (ZCallName) 和 协议体 (ZCallBuffer) 构成。
ZCallName
协议名是一个 URL 格式的字符串，由类型和地址两部分组构成。 类型决定了如何定位函数，定位哪种函数，如何调用函数；地址决定了具体定位到哪个函数。 当对端解析一次 ZCall 时，会根据协议名确定一个唯一要调用的函数。
例如：协议名 uf://Script/Engine.Actor:ReceiveTick 的类型是 uf，表示定位一个 UFunction，并通过 ProcessEvent 调用。
地址是 Script/Engine.Actor.ReceiveTick，表示定位到 AActor::ReceiveTick 函数。
uf 协议使用 virtual 调用，如果 this 参数重写了 ReceiveTick，则会调用重写版本。
如果改为 uf! 协议，将使用 final 调用，意味着最终调用 到的函数一定是 AActor::ReceiveTick。
负责将协议名映射到唯一函数的组件是 ZCallResolver 和 ZCallDispatcher。
ZCallResolver
负责接收 ZCall 的组件会持有一个由 ZCallResolver 构成的责任链，当组件收到一个未知的协议名时，将会沿责任链依次查询。 每个 ZCallResolver 负责解析一到多种特定类型的协议，如果协议类型和地址均符合规范，ZCallResolver 会为该协议名分配一个 ZCallDispatcher。 这意味着 ZCall 是发现式的，开发者无需手动注册接口。
ZCallDispatcher
当成功解析一个未知的协议名时，会为其分配一个 ZCallDispatcher。 每个 ZCallDispatcher 有一个唯一的 Handle，解析 Handle 比解析协议名快得多，客户端后续可以通过 Handle 而不是协议名来进行通信，提高互操作的性能。 ZCallDispatcher 会根据与之绑定的路径定位到要调用的函数，并将参数解析成函数可以理解的形式进行调用。
协议类型表
| 协议类型 | 地址格式 | 逻辑 |
|---|---|---|
| ex | 一个自定义的唯一名字 | 定位并调用一个显式注册的全局函数 |
| uf | 一个 UFunction 对象的路径名 | 定位并调用一个 UFunction，有多态 |
| uf! | 一 个 UFunction 对象的路径名 | 定位并调用一个 UFunction，无多态 |
| up | 一个 FProperty 对象的路径名 | 定位并读/写一个 UProperty，具体是读还是写取决于第二个参数的值 |
| nm | 一个托管方法所在的程序集名:类路径名:方法名 | 定位并调用一个托管方法 |
| nd | 调用第一个参数对应的托管委托对象 |
ZCallBuffer
ZCallBuffer 是一块由 0~N 个固定大小的 Slot 构成的缓冲区。 每个 Slot 表示一个参数，有类型（1字节）和值（8字节）两个字段。 类型字段仅用于校验，可以在发布版本中去掉，在8字节对齐的情况下可以让 Buffer 的内存占用减半。
由于 Buffer 本身不带任何元信息，ZCall 的发起方必须保证 ZCallBuffer 的结构与协议名的要求相匹配，否则会产生未定义行为。 在开发环境下，解析 ZCall 时会校验类型字段，但这并不足以发现所有类型错误。
Slot 支持13种类型，这些类型都是 blittable 且不超过8字节的：
| 类型 | 托管类型 | 非托管类型 | 大小（字节） |
|---|---|---|---|
| UInt8 | System.Byte (byte) | uint8 | 1 |
| UInt16 | System.UInt16 (ushort) | uint16 | 2 |
| UInt32 | System.UInt32 (uint) | uint32 | 4 |
| UInt64 | System.UInt64 (ulong) | uint64 | 8 |
| Int8 | System.SByte (sbyte) | int8 | 1 |
| Int16 | System.Int16 (short) | int16 | 2 |
| Int32 | System.Int32 (int) | int32 | 4 |
| Int64 | System.Int64 (long) | int64 | 8 |
| Float | System.Single (float) | float | 4 |
| Double | System.Double (double) | double | 8 |
| Pointer | System.IntPtr (nint) | void* | 8 |
| GCHandle | System.Runtime.InteropServices.GCHandle | ZSharp::FZGCHandle | 8 |
| Conjugate | ZeroGames.ZSharp.Core.ConjugateHandle | ZSharp::FZConjugateHandle | 8 |
其中， Pointer 类型用于传递拥有复杂结构的参数； GCHandle 类型用于传递一个托管对象的引用； Conjugate 类型用于传递一个共轭对象的引用。
布尔类型在非托管内存中的形式与平台相关，因此不是 blittable 的，在使用 ZCall 时，一般用 UInt8 充当布尔类型。
在托管栈上分配 Buffer
绝大多数支持反射的引擎接口都会以 ZCall 的形式导出，每个接口都对应一个托管方法或属性。 因此，每个方法或属性在构造 Buffer 时，都可以在编译期直接确定大小，进而可以直接在栈上分配内存，显著提升互操作的性能。
函数指针
对于高频调用的接口，Z# 直接使用函数指针进行调用，这是 .NET 原生提供的互操作能力。
Z# 使用入口方法来交换托管和非托管函数指针： 托管程序集的入口方法会接受一个包含非托管函数指针（输入）和托管函数指针（输出）的参数。 托管侧将非托管函数指针绑定到静态字段上供托管代码调用，同时给托管函数指针赋值，返回给非托管侧。
Z# 核心层的组件和引擎层的内置反射类型（UObject、FString、SoftObjectPtr、TArray 等）大量使用函数指针进行互操作。 开发者也可以使用函数指针，但需要手写绑定代码。
函数指针的速度非常快，接近于原生调用。
如果参数类型全部都是 blittable 的，还可以使用 [SuppressGCTransition] 调用约定来进一步提升互操作的性能。