Unity3D——C#编译到运行的过程分析

一、Unity引擎是如何作到跨平台运行的

咱们从基础概念开始，一步步走进真相：

程序集

一个.Net程序由一个或者多个程序集组成，程序集能够是库，也能够是应用程序。.Net中，库项目导出的文件格式为.dll，应用程序导出后的文件格式为.exe。

相似Flash项目，也是由库项目和应用程序项目组成。在Flash中，库项目导出后的文件格式为.swc，应用程序导出后的文件格式为.swf。

好比：通常Unity项目里包含这四个C#库项目：

vs编译以后，而后咱们在项目目录的缓存目录Library\ScriptAssemblies下，能找到对应的四个dll文件：

CIL（Common Language Runtime）

刚才咱们提到C#库项目导出以后生成的是一个DLL文件， 这个DLL文件里，存放的是CIL代码集。

它是微软在发布.Net框架的时候，一块儿发布的一个语言。CIL语言大概长这个样子：

里面有几个咱们很熟悉的词汇，Hello,world，System.Consolve::WriteLine。没错，它的功能就是输出Hello,world。

它本来的C#程序是这样：

在.Net平台下，全部的语言（C#，VB.NET等）都会被编译成CIL，而后运行在虚拟机上，由虚拟机把CIL转换成各个平台的原生码（CPU可直接执行的代码）。

是否是又有点像Flash，Flash程序也是运行在虚拟机上的。

虚拟机——Mono

你们在Unity项目中都见过Mono这个词，MonoDeveloper，MonoBehavior等，那Mono究竟是个什么东西？

Mono是一个基于CLR的开源项目，容许引擎和用户的托管代码运行在每个目标平台上。而CLR全称为通用语言运行平台（Common Language Runtime），是微软的.Net虚拟机。它其中两个主要做用是：1，编译——运行前把C#编译为CIL；2，运行——在运行的时把CIL转换成各平台的原生码。

这些是Mono支持的平台：Android，Apple iOS（iOS，Apple macOS，Apple tvOS，Apple watchOS），BSD （OpenBSD, FreeBSD, NetBSD），Linux，Microsoft Windows，Nintendo Wii，Sony PlayStation 3，Sony PlayStation 4，Sun Solaris

IL2CPP

刚才咱们已经知道了Unity跨平台是如何作到跨平台的：

一、把C#经过Mono compiler（其余语言用的是Unity单独开发的一个Unity compiler），编译成CIL语言；

二、各个平台下的Mono虚拟机，运行CIL语言，转换成原生码给CPU执行。

其实Unity后来出了另一个方案：IL2PP。

它会在项目转成CIL以后，再把CIL转成CCPP，而后在运行的时候，把CPP加载进来，由各个平台的IL2PP VM转换成原生码。

Mono vs IL2CPP

Mono模式下编译出来的安卓包体：

\assets\bin\Data\Managed\

Assembly-CSharp.dll 为游戏的控制逻辑，运行时调用。

\lib\armeabi-v7a\
libmono.so包含了mono VM的功能

IL2CPP模式下编译出来的安卓包体：

\assets\bin\Data\Managed\

已经没有了DLL文件。 \lib\armeabi-v7a\

libmono.so变成了libil2cpp.so，包含了Mono模式下的DLL和IL2CPP VM功能

IL2CPP的好处是：

一、运行速度快（CPP转原生码比CIL快）；

二、减小Unity公司的维护成本：Mono VM官方是不支持那么多平台的，因此不少平台的Mono VM都须要Unity本身去制做和维护，而C++编译器是原本各个平台都现成的。

缺点是：

一、包体会变大；

二、编译速度慢；

三、不支持JIT。

二、Mono如何运行CIL

这个部分将会告诉你们，IOS平台究竟有和特别之处，为何在它上面实现代码热更新那么麻烦。

一、JIT（Just In Time）模式——在编译的时候，把C#编译成CIL，在运行时，逐条读入，逐条解析翻译成原生码交给CPU再执行；

二、AOT（Ahead Of Time）模式——在编译成CIL以后，会把CIL再处理一遍，编译成原生码，在运行的时候交给CPU直接执行，Mono下的AOT只会处理部分的CIL，还有一部分CIL采用了JIT的模式；

三、Full AOT模式——在编译成CIL以后，把全部的CIL编译成原生码，在运行的时候直接执行。

（留个坑：AOT模式下，编译出来的内容有两部分：原生码和CIL，它们是如何存放的，找了好多资料，没查到，本地想测试，可是环境暂时搭不起来，这个后面和IL2CPP一块儿研究）

Windows和Android系统采用的是JIT模式，那IOS用的哪种呢？

咱们看到，JIT模式是边运行，边翻译，支持运行时加载新的代码进来。而IOS是禁止内存的可执行权限的，不容许在运行过程当中建立新的函数等，因此必需要提早编译好全部的代码，更不用说在运行时加载新的代码了。就是说，在IOS下，Mono采用的是Full AOT模式运行CIL。