Unity跨平台基本原理

前言

编辑

Mono

Unity和Mono的关系

Unity跨平台必备概念

Mono利用

Mono主要构成部分

基于Mono跨平台的优缺点

IL2CPP

Mono和IL2CPP的区别

Mono

IL2CPP

Mono和IL2CPP的使用建议

安装IL2CPP

IL2CPP打包存在的问题

类型裁剪

泛型问题

前言

Unity跨平台的基本原理主要基于其底层架构和Mono的运行机制。以下是对Unity跨平台基本原理的详细阐述。

Mono

Unity和Mono的关系

Unity公司于2004年成立。Unity的底层是通过C/C++来完成的，但是为了更方便的让开发者使用，
Mono在当时成为了不二之选，它同时具备跨平台和跨语言的两个特性。

Unity希望能有更多的开发者使用其进行游戏开发，并且一次开发一劳永逸，所以跨语言和跨平台对于他们来说是很重要的。虽然C++本身跨平台，但是如果使用C++作为上层逻辑开发语言，那么作为开发者来说选择性相对较少，并且对于初学者来说学习难度也较大，所以当时的Mono是非常满足Unity需求的不仅支持跨语言还支持跨平台。

Unity跨平台必备概念

Unity主要包括两个部分
Unity Engine(引擎)
包含平台相关代码提供UnityEngine.dll动态库，各平台不同，C/C++编写，图形AP1、物理引擎、灯光等等所有游戏引擎底层内容

Unity Editor(编辑器)
提供UnityEditor.dll动态库，大部分由C#编写，用户脚本最初可以使用C#JavaScript、Boo语言编写，项目代码最后由Mono编译

Mono利用

.Net平台制定的CLI公共语言基础结构规则，利用它我们可以把很多种语言编译成通用规范的CIL公共中间语言，再利用CLR公共语言运行时，将这些CIL公共中间语言转换为对应操作系统的原生代码。
这样用各种不同语言编写的逻辑就能够在指定操作系统上运行了，它的这一套规则是在.Net Framework规则上进行的修改和添加。

Mono主要构成部分

1.C#编译器(mcs)
2.Mono Runtime 类似CLR公共语言运行时(虚拟机)
包括JIT(Just in time)即时编译器、AOT(Ahead of time)提前编译器、GC、类库加载器等等
3.BCL基础类库
4.Mono类库
提供很多超出.Net的一些额外功能，主要用于构建各种操作系统上的应用

在Unity下使用各种语言进行逻辑实现
这些语言在发布时会被编译成IL中间代码
最终这些中间代码在对应操作系统上
通过Mono VM(虚拟机)真正翻译成机器码运行起来

基于Mono跨平台的优缺点

优点:
只要在不同操作系统上实现MonoVM(虚拟机)
那我们能够支持的平台就会“无限”多

缺点:
维护工作耗时耗力，当Unity版本更新时，MonoVM也需要维护和更新
那多对于N多个平台来说，工作量是非常大的。(Unity的工作量)
低版本Mono无法支持新版本C#的强大新特性

IL2CPP

IL2CPP是在Unity4.6.1 p5之后的版本中加入的脚本后处理方式
你可以把它简单理解为是继Mono之后的一种跨平台解决方案
顾名思义就是把IL中间代码转译为CPP代码(C++)

通过IL2CPP我们可以将编译好的LL中间代码转译成C++代码
再利用各平台优化过的编译器编译为对应平台的目标代码

IL2CPP和Mono的区别就在于当生成了IL中间代码后
Mono是直接通过虚拟机转译运行
而IL2CPP的步骤多了一些
会将儿中间代码转译为C++代码
再通过各平台的C++编译器直接编译为可执行的原生汇编代码

需要注意的是
虽然中间代码变为了C++
但是内存管理还是遵循C#中GC的方式
这也是为什么有一个IL2CPP VM(虚拟机)存在的原因，它主要是用来完成GC管理，线程创建等服务工作的

Mono和IL2CPP的区别

Mono

1.构建(最终打包时)速度快
Oher I DLL

2.Mono编译机制是川T即时编译，所以支持更多类库

3.必须将代码发布为托管程序集(.d文件)

4.Mono VM虚拟机平台维护麻烦，且部分平台不支持(WebGL)

5.由于Mono版本授权原因，C#很多新特性无法使用

6.IOS支持Mono，但不在允许32位的Mono应用提交到应用商店

IL2CPP

1.相对Mono构建(最终打包时)速度慢

2.只支持AOT提前编译

3.可以启用引擎代码剥离来减少代码的大小

4.程序的运行效率比Mono高，运行速度快

5多平台移植更加方便

Mono和IL2CPP的最大区别就是IL2CPP不能在运行时动态生成代码和类型，所以必须在编译时就完全确定需要用到的类型。举例：List<A>和List中A和B是我们自定义的类，我能必须在代码中显示的调用过，IL2CPP才能保留List<A>和List两个类型。如果在热更新时我们调用List<C>，但是它之前并没有在代码中显示调用过，那么这时就会出现报错等问题。主要就是因为川T和AOT两个编译模式的不同造成的。

Mono和IL2CPP的使用建议

由于IL2CPP的运行效率有很大优势，所以建议大家在实际开发中直接使用IL2CPP模式进行打包

安装IL2CPP

编辑器中添加模块选择目标平台带有IL2CPP支持项的。

IL2CPP打包存在的问题

类型裁剪

IL2CPP在打包时会自动对Unity工程的DLL进行裁剪，将代码中没有引用到的类型裁剪掉，以达到减小发布后包的尺寸的目的。然而在实际使用过程中，很多类型有可能会被意外剪裁掉，造成运行时抛出找不到某个类型的异常。特别是通过反射等方式在编译时无法得知的函数调用，在运行时都很有可能遇到问题

解决方案：
1.IL2CPP处理模式时，将PlayerSetting->Other Setting->Managed Stripping Level(代码剥离)设置为Low

Disable：Mono模式下才能设置为不删除任何代码
Low：默认低级别，保守的删除代码，删除大多数无法访问的代码，同时也最大程度减少剥离实际使用的代码的可能性
Medium：中等级别，不如低级别剥离谨慎，也不会达到高级别的极端
Hight：高级别，尽可能多的删除无法访问的代码，有限优化尺寸减小。如果选择该模式一般需要配合link.xml使用