我們都知道游戲必須是跨平臺(tái)的。我們不能只支持一個(gè)平臺(tái)。否則，如果每個(gè)對(duì)應(yīng)的平臺(tái)都做了相應(yīng)的編譯器，那就真的很累人了。所以跨平臺(tái)的需求，對(duì)于游戲開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)，是非常重要的。當(dāng)然Unity也需要這個(gè)特性。

Unity是如何實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的？

這就介紹了mono和il2cpp，這兩種在unity中編寫(xiě)后端腳本的方法。讓我們弄清楚兩者之間的區(qū)別。

一、Mono

Wiki：Mono是一個(gè)由Xamarin公司（先前是Novell，最早為Ximian）所主持的自由開(kāi)放源碼項(xiàng)目。該項(xiàng)目的目標(biāo)是創(chuàng)建一系列符合ECMA標(biāo)準(zhǔn)的.NET工具，包括C#編譯器和通用語(yǔ)言架構(gòu)。與微軟的.NET Framework不同，Mono項(xiàng)目不僅可以運(yùn)行于Windows系統(tǒng)上，還可以運(yùn)行于Linux、Unix、OS X，甚至一些游戲平臺(tái)。
Mono組成組件：C# 編譯器，CLI虛擬機(jī)，以及核心類別程序庫(kù)。

工作流程：

• 通過(guò)C#編譯器mcs，將C#編譯為IL（中間語(yǔ)言，byte code）

• 通過(guò)Mono運(yùn)行時(shí)中的編譯器將IL編譯成對(duì)應(yīng)平臺(tái)的原生碼

IL科普
IL的全稱是 Intermediate Language，很多時(shí)候還會(huì)看到CIL（Common Intermediate Language，特指在.Net平臺(tái)下的IL標(biāo)準(zhǔn)）。翻譯過(guò)來(lái)就是中間語(yǔ)言。
它是一種屬于通用語(yǔ)言架構(gòu)和.NET框架的低階（lowest-level）的人類可讀的編程語(yǔ)言。目標(biāo)為.NET框架的語(yǔ)言被編譯成CIL，然后匯編成字節(jié)碼。
CIL類似一個(gè)面向?qū)ο蟮膮R編語(yǔ)言，并且它是完全基于堆棧的，它運(yùn)行在虛擬機(jī)上（.Net Framework, Mono VM）的語(yǔ)言。
具體過(guò)程是：C#或者VB這樣遵循CLI規(guī)范的高級(jí)語(yǔ)言，被先被各自的編譯器編譯成中間語(yǔ)言：IL（CIL），等到需要真正執(zhí)行的時(shí)候，這些IL會(huì)被加載到運(yùn)行時(shí)庫(kù)，也就是VM中，由VM動(dòng)態(tài)的編譯成匯編代碼（JIT）然后在執(zhí)行。

知識(shí)點(diǎn)：

1.1. 編譯器

C#編譯器mcs：將C#編譯為IL
Mono運(yùn)行時(shí)中的編譯器：將IL轉(zhuǎn)移為原生碼。

1.2. 三種轉(zhuǎn)譯方式：

（1）即時(shí)編譯（Just-in-time,JIT）:程序運(yùn)行過(guò)程中，將CIL的byte code轉(zhuǎn)譯為目標(biāo)平臺(tái)的原生碼。
（2） 提前編譯（Ahead-of-time,AOT）:程序運(yùn)行之前，將.exe或.dll文件中的CIL的byte code部分轉(zhuǎn)譯為目標(biāo)平臺(tái)的原生碼并且存儲(chǔ)，程序運(yùn)行中仍有部分CIL的byte code需要JIT編譯。
（3）完全靜態(tài)編譯（Full-ahead-of-time,Full-AOT）:程序運(yùn)行前，將所有源碼編譯成目標(biāo)平臺(tái)的原生碼。

1.3 Unity跨平臺(tái)的原理

Mono運(yùn)行時(shí)編譯器支持將IL代碼轉(zhuǎn)為對(duì)應(yīng)平臺(tái)原生碼，IL可以在任何支持CLI(Common Language Insfrastructure,通用語(yǔ)言環(huán)境結(jié)構(gòu))中運(yùn)行，IL的運(yùn)行是依托于Mono運(yùn)行時(shí)。

1.3 Unity跨平臺(tái)的原理

Mono運(yùn)行時(shí)編譯器支持將IL代碼轉(zhuǎn)為對(duì)應(yīng)平臺(tái)原生碼，IL可以在任何支持CLI(Common Language Insfrastructure,通用語(yǔ)言環(huán)境結(jié)構(gòu))中運(yùn)行，IL的運(yùn)行是依托于Mono運(yùn)行時(shí)。

1.4 IOS不支持jit編譯原因：

機(jī)器碼被禁止映射到內(nèi)存，即封存了內(nèi)存的可執(zhí)行權(quán)限，變相的封鎖了jit編譯方式。

1.5 JIT編譯

將IL代碼轉(zhuǎn)為對(duì)應(yīng)平臺(tái)原生碼并且將原生碼映射到虛擬內(nèi)存中執(zhí)行。JIT編譯的時(shí)候IL是在依托Mono運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)為對(duì)應(yīng)的原生碼后在依托本地運(yùn)行。

優(yōu)點(diǎn)：

1. 構(gòu)建應(yīng)用非常快

2. 由于Mono的JIT(Just In Time compilation ) 機(jī)制, 所以支持更多托管類庫(kù)

3. 支持運(yùn)行時(shí)代碼執(zhí)行

4. 必須將代碼發(fā)布成托管程序集(.dll 文件 , 由mono或者.net 生成 )

5. Mono VM在各個(gè)平臺(tái)移植異常麻煩，有幾個(gè)平臺(tái)就得移植幾個(gè)VM（WebGL和UWP這兩個(gè)平臺(tái)只支持 IL2CPP）

6. Mono版本授權(quán)受限，C#很多新特性無(wú)法使用

7. iOS仍然支持Mono , 但是不再允許Mono(32位)應(yīng)用提交到Apple Store

unity 2018 mono版本仍然是mono2.0、unity2020的版本更新到了mono 5.11。

二、IL2CPP【AOT編譯】

1. 通過(guò)AOT編譯器把IL中間語(yǔ)言轉(zhuǎn)換成CPP文件。
2. 運(yùn)行時(shí)庫(kù)提供服務(wù)和抽象，例如垃圾收集器，與平臺(tái)和線程和文件的獨(dú)立訪問(wèn)以及內(nèi)部調(diào)用的實(shí)現(xiàn)（直接修改托管數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的本機(jī)代碼）。

2.1 AOT編譯器

IL2CPP AOT編譯器名為il2cpp.exe。在Windows上，您可以在Editor \ Data \ il2cpp目錄中找到它。在OSX上，它位于Unity安裝的Contents / Frameworks / il2cpp / build目錄中。il2cpp.exe實(shí)用程序是一個(gè)托管可執(zhí)行文件，完全用C＃編寫(xiě)。

IL2CPP工具鏈：

2.2 運(yùn)行時(shí)庫(kù)

IL2CPP技術(shù)的另一部分是運(yùn)行時(shí)庫(kù)，用于支持虛擬機(jī)。
我們將運(yùn)行時(shí)庫(kù)稱為libil2cpp，這個(gè)簡(jiǎn)單且可移植的運(yùn)行時(shí)庫(kù)是IL2CPP技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)之一
通過(guò)查看我們隨Unity一起提供的libil2cpp的頭文件，您可以找到有關(guān)libil2cpp代碼組織方式的一些線索（您可以在Windows的Editor \ Data \ PlaybackEngines \ webglsupport \ BuildTools \ Libraries \ libil2cpp \ include目錄中找到它們） ，或OSX上的Contents / Frameworks / il2cpp / libil2cpp目錄）。

2.3 為啥要轉(zhuǎn)成CPP呢？

快?。?！

根據(jù)官方的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，換成IL2CPP以后，程序的運(yùn)行效率有了1.5-2.0倍的提升。

2. Mono VM在各個(gè)平臺(tái)移植，維護(hù)非常耗時(shí)，有時(shí)甚至不可能完成

Mono的跨平臺(tái)是通過(guò)Mono VM實(shí)現(xiàn)的，有幾個(gè)平臺(tái)，就要實(shí)現(xiàn)幾個(gè)VM，像Unity這樣支持多平臺(tái)的引擎，Mono官方的VM肯定是不能滿足需求的。所以針對(duì)不同的新平 臺(tái)，Unity的項(xiàng)目組就要把VM給移植一遍，同時(shí)解決VM里面發(fā)現(xiàn)的bug。這非常耗時(shí)耗力。這些能移植的平臺(tái)還好說(shuō)，還有比如WebGL這樣基于瀏覽 器的平臺(tái)。要讓W(xué)ebGL支持Mono的VM幾乎是不可能的。

3. 可以利用現(xiàn)成的在各個(gè)平臺(tái)的C 編譯器對(duì)代碼執(zhí)行編譯期優(yōu)化，這樣可以進(jìn)一步減小最終游戲的尺寸并提高游戲運(yùn)行速度。

4. 由于動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的特性，他們多半無(wú)需程序員太多關(guān)心內(nèi)存管理，所有的內(nèi)存分配和回收都由一個(gè)叫做GC（Garbage Collector）的組件完成。雖然通過(guò)IL2CPP以后代碼變成了靜態(tài)的C ，但是內(nèi)存管理這塊還是遵循C#的方式，這也是為什么最后還要有一個(gè) IL2CPP VM的原因：它負(fù)責(zé)提供諸如GC管理，線程創(chuàng)建這類的服務(wù)性工作。但是由于去除了IL加載和動(dòng)態(tài)解析的工作，使得IL2CPP VM可以做的很小，并且使得游戲載入時(shí)間縮短。

2.4 編譯區(qū)別

使用Mono的時(shí)候，腳本的編譯運(yùn)行如下圖所示：

3大腳本被編譯成IL，在游戲運(yùn)行的時(shí)候，IL和項(xiàng)目里其他第三方兼容的DLL一起，放入Mono VM虛擬機(jī)，由虛擬機(jī)解析成機(jī)器碼，并且執(zhí)行IL2CPP做的改變由下圖紅色部分標(biāo)明：

在得到中間語(yǔ)言IL后，使用IL2CPP將他們重新變回C 代碼，然后再由各個(gè)平臺(tái)的C 編譯器直接編譯成能執(zhí)行的原生匯編代碼。

優(yōu)點(diǎn)

1. 相比Mono, 代碼生成有很大的提高

2. 可以調(diào)試生成的C 代碼

3. 可以啟用引擎代碼剝離(Engine code stripping)來(lái)減少代碼的大小

4. 程序的運(yùn)行效率比Mono高，運(yùn)行速度快

5. 多平臺(tái)移植非常方便

6. 相比Mono構(gòu)建應(yīng)用慢

7. 只支持AOT(Ahead of Time)編譯

三、區(qū)別

IL2CPP比較適合開(kāi)發(fā)和發(fā)布項(xiàng)目 ，但是為了提高版本迭代速度，可以在開(kāi)發(fā)期間切換到Mono模式（構(gòu)建應(yīng)用快）。

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