unity为什么能跨平台

参考：https://segmentfault.com/a/1190000004355051

MONO

  • CLI 通用语言基础架构，是一个技术规范，定义了与语言无关的跨体系结构的运行环境。开发者只需要按照规范内各种高级语言来开发软件，即可实现跨平台。规范中包括CIL，可读性较低的通用中间语言。
  • .NET是构造各种app(前端&后端)的开源的开发平台，包括各种语言,各种库和各种开发平台组成，语言包括C#,VB,F#，.net实现的开发平台包括：
    1..net core 运行于windows,linux,mac.
    2..net framework web,windows上的app.
    3.xamarin/mono 移动端，ios，android.
    4..net标准，针对以上.NET实现的通用API规范，每个.NET实现都要实现.net standard并且可实现其他API的类库，如.NET Framework基类库。参考：https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/standard/net-standard
  • .NET运行时，用于托管程序的执行环境，包括管理内存，线程，代码执行，编译及其他系统服务。.NET Framework的运行时是CLR，.NET Core的运行时是CoreCLR。
  • 每个.NET实现都要包括一个运行时，CLR用于.NET Framework,CoreCLR和CoreRT用于.NET Core。
  • .NET Framework是一种.NET实现，只能在windows运行，包括CLR(公共语言运行时)和.net framework类库。
  • .NET Core是.NET的跨平台实现，用于大规模服务器等，包括CoreCLR和CoreRT运行时和.net core类库。
  • Mono是对微软的.NET Framework的开源的跨平台实现，包括mono运行时，运行的是CIL语言，可访问.NET Framework的类库。
  • CIL 通用中间语言，能运行在所有支持CLI的环境中,可以同时运行在mono或者.net，和具体平台无关，这样就可以跨平台。
    0.选择的语言(c#,vb,boo)用不同的编译器编译为CIL.
    1.代码编译为CIL.
    2.运行时(mono)把CIL用不同的编译器编译成不同平台的本机原生代码，实现跨平台。
  • mono 编译类型.
    1.JIT即时编译(Android)，动态编译，程序执行时才编译代码，并解释执行。会对编译过的代码缓存。IOS平台不允许JIT。所以Unity官方无法提供热更方案。
    2.AOT静态编译(IOS平台下)，在程序运行之前对所有CIL代码进行AOT编译生成本机代码映像，运行时直接加载这个映像不再使用JIT。 参考：https://www.cnblogs.com/murongxiaopifu/p/4211964.html

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IL2CPP

MONO为啥要换成IL2CPP： 1.mono维护成本大 2.mono版本授权受限。 3.提高运行效率，换成IL2CPP后，程序运行效率提升1.5-2.0倍

317a6739face44234e28297c994794e3 IL2CPP将IL变回C++，再由各个平台的C++编译器编译成本地能执行的原生汇编，在IL2CPP虚拟机环境运行。

  • IL变回CPP，可以利用各平台编译器对代码执行编译期优化。程序更小更快。
  • IL2CPP VM 负责提供GC管理，内存管理逻辑和mono一样，线程创建等。
  • 用了IL2CPP编译就是AOT静态编译了，IOS，Xbox，ps都不支持JIT。

MONO内存/托管堆内存

参考：https://wetest.qq.com/lab/view/135.html 79c93df49c80bb647cd6398dd6013819 c#代码编译为IL中间语言，运行在MONO运行时，内存由MONO进行分配和管理。由MONO自动改变堆的大小，适时调用垃圾回收(GC)操作释放不需要的内存。

MONO内存管理策略

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  • mono内存分为已用内存(used)和堆内存，堆内存指mono向OS申请的内存。
  • 当需要mono分配内存时，会先查看空闲内存是否足够，不够的话mono会进行一次GC操作释放更多空闲内存，如果还是不够，则mono会向OS申请内存，并扩充堆内存。

GC

GC的主要作用是从已使用内存中找出不再需要使用的内存，并进行释放。步骤：
1.停止所有需要mono申请内存的线程
2.遍历所有已用内存，找到那些不再需要使用的内存，并标记
3.释放被标记的内存称为空闲内存
4.重新开始被停止的线程

触发GC的条件
  • 空闲内存不足，mono会自动调用GC
  • 手动通过GC.Collect()触发
    1.GC本身比较耗时，因为会暂停那些需要mono分配内存的线程(c#创建的线程和主线程)，因此无论是否在主线程调用，GC都会导致游戏卡顿，帧率下降。
    2.GC释放的内存只会留给Mono，并不会还给os，因此mono堆内存是只增不减的。

mono内存泄露分析

GC原理

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  • mono是通过对象的引用关系来判断不需要的内存。每次分配内存时，维护一个分配对象表，当GC的时候，以全局数据区和当前寄存器中的对象为根节点，按照引用关系遍历，遍历到的对象标记为alive，没有遍历到的对象则进行回收。

  • 上图中的E,F将会在GC过程中回收。

    内存泄露

    代码侧泄漏及优化

    对象不再使用，超出其作用域时，但没有被GC回收称为内存泄露，MONO内存泄露会使空闲内存减少，GC频繁，MONO堆不断扩充，最终导致游戏内存占用升高,导致应用崩溃。

  • 猜测+不断修改代码测试，对比内存分配情况，效率很低，可以用cube工具对mono内存快照对比，定位mono内存泄露。 注意：
    1.尽量少使用静态变量，静态变量是GC的根节点，不会被GC
    2.对于不再使用的对象将其设置为Null，使其可以被GC.
    3.尽量复用对象，减少new的次数。
    4.不同类型使用string串联操作时使用StringBuilder代替String，减少不必要的字符串操作，使用for代替foreach,unity5.5中c#编译器做了优化处理，foreach没有装箱操作了，但foreach是通过枚举器迭代集合中的方法，还是比for或while循环手动迭代慢很多。
    5.局部变量或非常驻变量用struct代替class.
    6.避免在update里面new对象(class,container,array)，会导致gc频繁，虽然会有clear方法，但只是消除容器的值，不释放内存。.
    7.检查游戏标签gameObject.CompareTag(“Enemy”)代替gameObject.tag==“Enemy”，会多余拷贝字符串，造成gc.
    8.不要在update中调用getcomponent，在awake或start中缓存变量。
    9.不要使用unity GUI,会造成大量gc alloc，禁用主摄像机的GUI Layer组件。
    10.替换Debug.Log，unity所有log类型都会跟踪堆栈调用。
    11.避免在每帧使用闭包和匿名方法，c#中的方法引用都是引用类型，在堆中分配，匿名方法作为参数传递时会分配内存。
    12.避免装箱拆箱，装箱是值类型转成引用类型。例：1.不要把int转换成对象类型 2.使用枚举作为字典的键，在add,trygetvalue等操作时会导致object.gethashcode(object)，可以使用自定义比较器，实现equals,gethashcode接口，分配给dictionary的比较器。
    13.采用缓存unity API返回的数组值，每次访问时都会创建数组的副本。如 1.mesh.vertices属性返回的是数组，不要再循环中使用，在进入循环前缓存使用。 2.input.touches[1]也是类似

    资源侧泄漏

    资源加载后占用了内存，在资源不用后，没有将资源卸载导致内存泄漏。存在于本机堆(Native堆)中。

  • 加载场景时，unity编辑器场景里所有asset,都会自动加载。切换场景时，场景中所使用的所有资源将会被unity自动卸载。

  • DontDestroyOnLoad的资源本身，及依赖的资源都不会卸载。

  • Resource.Load的资源，不再使用后用Resource.UnloadAsset()或Resources.UnloadUnusedAssets()卸载。尽量不要使用，因为是一个遍历操作，造成卡顿，在合适的时机卸载。会卸载AssetBundle加载后的资源和resource.load后的资源。

  • Resources.UnloadUnusedAssets()内部会调用GC.Collect()，建议在加载环节调用。

  • AssetBundle.load后，延迟卸载,unload(false);

  • 注意AssetBundle的资源冗余，可通过工具查看。

  • 对资源或者代码，在生命期结束后就要释放。

  • 对于在本地缓存资源，一定要在切换场景时remove或clear掉，否则Resources.UnloadUnusedAssets无法卸载，造成资源泄漏。

优化
纹理优化

1.纹理格式,根据硬件的种类选择硬件支持的文理根式。android平台用ETC1，IOS用PVRTC

  • etc1不支持Alpha透明通道，opengl es2.0的设备只支持etc1。将透明贴图分拆为2张，一张RGB24位纹理记录原始颜色部分，一张Alpha8纹理记录透明通道部分，然后将2张贴图分别转化为etc1格式的文理，并通过shader渲染。

  • pvrtc的纹理尺寸需要正方形，否则显示不出来 2.减少纹理尺寸，512*512的显示效果足够了，就没必要用1024*1024 3.禁用Mipmap功能。mipmap会根据摄像机的远近选择不同精度的贴图，较远的显示的贴图像素低，优点是优化显存带宽减少渲染，缺点是占用内存。 4.禁用Read&Write，开启时会在gpu和cpu保留2次，仅当除着色器操作时开启，如Texture.GetPixel()。 ####### AB加载 1.尽量用CreateFromFile加载，因为www会产生webstream流，里面包含ab包本身和包含的资源 2.对不用的ab包，unload(false) 3.场景切换时，先跳转空场景，再跳到目标场景。避免两个场景叠加产生内存峰值。

    库代码优化

    参考：https://onevcat.com/2012/11/memory-in-unity3d/

  • unity库和第三方库，在player setting面板里的optimization中api level设置为.NET 2.0 Subset，不需要把.NET全部的api包含进去。

  • 库剥离去掉System.xml，如果要用，引入一个轻量级的xml库，如mono.xml。

  • 降低打包后程序的尺寸和代码的内存占用

    查找资源泄漏

  • 通过Profile的内存快照比较，将2次内存的状态截取进行比较，寻找内存的增量和泄漏点。可以在进关卡前和出关卡后做2次dump比较。