Unity3D学习（一）：简单梳理下Unity跨平台的机制原理

前言

首先需要了解的是，Unity3D的C#基础脚本模块是通过Mono来实现的。

什么是Mono？

参考下百度百科：Mono是一个由Novell公司（由Xamarin发起）主持的项目，并由Miguel de lcaza领导的，一个致力于开创.NET在Linux上使用的开源工程。它包含了一个C#语言的编译器，一个CLR的Runtime，和一组类库，并实现了 ADO NET和ASP NET。

它基于CIL和C#的ECMA标准，提供了了微软.Net FrameWork的另一种实现。

Mono主要有以下部分组成：

  C#编译器——mcs。（最新的Mono版本已经可以支持C#5.0，但Unity3D的Mono版本仍然停留在2.0+阶段（支持c#3.0），所以C#的一些新功能无法在unity中使用）

运行时：即时编译器JIT（后文会介绍）。以及GC，类库加载器等等。

基础类库（BCL）。

Mono类库。提供了超出微软.NET的一些类，提供了许多额外功能，主要是用于构建其他操作系统上的应用。

下面进入正题：

Mono和Unity

Unity引擎本身是由C++写出的，只不过Mono被嵌入到了Unity当中，为unity提供了一个完整的虚拟机运行环境。这样Mono的嵌入接口会将Mono Runtime暴露给Unity底层的C++代码。通过这些接口，开发者就可以控制Mono Runtime，以及依托于Mono Runtime的托管代码。

Unity为何能够跨平台？

一句话概括，主要原因在于Unity通过Mono使用了一种叫CIL（Common Intermediate Language，也叫MSIL）通用中间语言的基于堆栈的代码指令集,它属于CLR的一个子集。

Unity3D的开发过程中，代码的编译主要分为两个过程：

1）首先将对应的脚本代码编译成CIL（之后CIL还会被编译成一种位元码，生成一个CLI集合）。

2）然后Mono在运行时将CLI集合中的位元码编译为本地运行的原生指令。（这里会使用到上文中的JIT、AOT编译模式）

注：也就是说在Mono中运行的其实是CIL，而在本地运行的是被编译后生成的原生指令。

这里再提一下什么是JIT和AOT

JIT：即时编译，或者又称为动态编译，是在程序执行时才编译代码，即将一条中间托管语句（CLI）翻译成一条机器语句，然后执行这条语句。但它同时也会将编译过的代码进行缓存，而不是每一次都进行编译。所以说它是静态编译和解释器的结合体。

AOT：静态编译，同样使用了JIT来进行编译，只不过它在程序运行之前就编译好了。但还是有一部分代码会即时编译。

AOT的过程简要：

1）收集需要编译的代码。

2）使用JIT编译代码。

3）发射编译过的代码和一些元数据

4）调用本地汇编器或连接器处理后生成可执行文件。

注：IOS平台禁止使用JIT编译器，所以Mono提供了一种FULL AOT模式，这里不赘述。

总结

Unity的跨平台，就是通过Mono将C#脚本代码编译成CLI，然后Mono运行时利用JIT或者AOT将CLI编译成目标平台的原生代码实现的。

参考资料

1.百度百科

https://baike.baidu.com/item/CIL/3583850?fr=aladdin

https://baike.baidu.com/item/JIT%E7%BC%96%E8%AF%91%E5%99%A8/3793585

2.电子工业出版社：《Unity3D脚本编程》  作者：陈嘉栋