Mono发展史

C#，.NET Framework

C#是微软推出的一种基于.NET框架的、面向对象的高级编程语言。C#是一种由C和C++派生出来的面向对象的编程语言。它在继承C和C++强大功能的同时去掉了一些它们的复杂特性，使其成为C语言家族中的一种高效强大的编程语言。C#以.NET框架类库作为基础，拥有类似Visual Basic的快速开发能力。C#由安德斯·海尔斯伯格主持开发，微软在2000年发布了这种语言，希望借助这种语言来取代Java。

安德斯·海尔斯伯格进入微软公司后，首先主持了Visual J++的开发工作，后来由于在Java开发工具授权问题上和Sun公司的纠纷，微软停止了Visual J++的后续开发。这之后，作为.Net概念的发起人之一，安德斯·海尔斯伯格被任命为微软.Net的首席架构师，主持.Net的开发工作。

Mono，Mono VM

C#虽好，但是只能在Windows上运行，微软那时候也没有将其开源，所以总是会有人说不能跨平台，光就这点，C#和Java就不能比呀。

微软公司已经向ECMA申请将C#作为一种标准。在2001年12月，ECMA发布了ECMA-334 C#语言规范。C#在2003年成为一个ISO标准（ISO/IEC 23270）。这意味着只要你遵守CLI（Common Language Infrastructure），第三方可以将任何一种语言实现到.Net平台之上。Mono就是在这种环境下诞生的。

Mono是一个由 Xamarin公司（先前是Novell,最早为Ximian）所主持的自由开放源代码项目。该项目的目标是创建一系列符合ECMA标准（Ecma- 334和Ecma-335）的.NET工具，包括C#编译器和通用语言架构。与微软的.NET Framework（共通语言运行平台）不同，Mono项目不仅可以运行于Windows系统上，还可以运行于 Linux，FreeBSD，Unix，OS X和Solaris，甚至一些游戏平台，例如：Playstation 3，Wii或XBox 360之上。Mono使得C#这门语言有了很好的跨平台能力。相对于微软的.Net Framework运行时库Mono使用自己的Mono VM作为运行时库。

IL

IL指中间语言（英语：Intermediate language），在计算机科学中，是指一种应用于抽象机器（abstract machine）的编程语言，它设计的目的，是用来帮助我们分析计算机程序。中间语言的复杂度，通常介于高阶语言及低级语言之间，例如汇编语言。

C#或者VB这样遵循CIL规范的高级语言，被先被各自的编译器编译成中间语言：IL（CIL），等到需要真正执行的时候，这些IL会被加载到运行时库，也就是VM中，由VM动态的编译成汇编代码（JIT）然后在执行。

Unity中VM只有一个：Mono VM，也就是说Boo和Unity Script是被各自的编译器编译成遵循CLI规范的IL，然后再由Mono VM解释执行的。

本质上说，到了IL这一层级，它是由哪门高级语言创建的也不是那么重要了，你可以用C#，VB，Boo，Unity Script甚至C++，只要有相应的编译器能够将其编译成IL都行！

IL2CPP

IL2CPP，IL2CPP VM

有了上面的知识，大家很容易就理解其意义了：把IL中间语言转换成CPP文件。

大家如果看明白了上面动态语言的 CLI， IL以及VM，再看到IL2CPP一定心中充满了疑惑。现在的大趋势都是把语言加上动态特性，哪怕是c++这样的静态语言，也出现了适合IL的c++编译器，为啥Unity要反其道而行之，把IL再弄回静态的CPP呢？这不是吃饱了撑着嘛。根据本文最前面给出的Unity官方博客所解释的，原因有以下几 个：

1. Mono VM在各个平台移植，维护非常耗时，有时甚至不可能完成

   Mono的跨平台是通过Mono VM实现的，有几个平台，就要实现几个VM，像Unity这样支持多平台的引擎，Mono官方的VM肯定是不能满足需求的。所以针对不同的新平 台，Unity的项目组就要把VM给移植一遍，同时解决VM里面发现的bug。这非常耗时耗力。这些能移植的平台还好说，还有比如WebGL这样基于浏览器的平台。要让WebGL支持Mono的VM几乎是不可能的。

2. Mono版本授权受限

   大家有没有意识到Mono的版本已经更新到3.X了，但是在Unity中，C#的运行时版本一直停留在2.8，这也是Unity社区开发者抱怨的最多一 条：很多C#的新特性无法使用。这是因为Mono 授权受限，导致Unity无法升级Mono。如果换做是IL2CPP，IL2CPP VM这套完全自己开发的组件，就解决了这个问题。

3. 提高运行效率

   根据官方的实验数据，换成IL2CPP以后，程序的运行效率有了1.5-2.0倍的提升。

使用Mono的时候，脚本的编译运行如下图所示：

简单的来说，3大脚本被编译成IL，在游戏运行的时候，IL和项目里其他第三方兼容的DLL一起，放入Mono VM虚拟机，由虚拟机解析成机器码，并且执行。

IL2CPP做的改变由下图红色部分标明：

在得到中间语言IL后，使用IL2CPP将他们重新变回C++代码，然后再由各个平台的C++编译器直接编译成能执行的原生汇编代码。

AOT编译器

IL2CPP AOT编译器实际的执行文件是il2cpp.exe。在Windows平台你可以在Unity安装路径的Editor\Data\il2cpp目录下找到。对于OSX平台，它位于Unity安装路径的Contents/Frameworks/il2cpp/build目录内。 il2cpp.exe这个工具是一个托管代码可执行文件，其完全由C#写成。在开发IL2CPP的过程中，我们同时使用.NET和Mono编译器对其进行编译。

IL2CPP打包注意事项

由于IL2CPP的运行效率的大幅度优势，我们在实际项目中几乎都是直接使用IL2CPP的，在打包过程中可能会遇到一些问题。

IL2CPP和mono的最大区别就是不能在运行时动态生成代码和类型，所以这就要求必须在编译时就完全确定需要用到的类型。

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ipa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。

Unity提供了一个方式来告诉Unity引擎，哪些类型是不能够被剪裁掉的。具体做法就是在Unity工程的Assets目录中建立一个叫link.xml的XML文件，然后按照下面的格式指定你需要保留的类型：

<linker>
  <assembly fullname="UnityEngine" preserve="all"/>
  <assembly fullname="Assembly-CSharp">
    <namespace fullname="MyGame.Utils" preserve="all"/>
    <type fullname="MyGame.SomeClass" preserve="all"/>
  </assembly>  
</linker>

泛型实例

每个泛型实例实际上都是一个独立的类型，List和 List是两个完全没有关系的类型，这意味着，如果在运行时无法通过JIT来创建新类型的话，代码中没有直接使用过的泛型实例都会在运行时出现问题。