Building a project using IL2CPP

TO_ZRG

已于 2025-03-21 08:49:37 修改

阅读量717

点赞数

分类专栏： iL2Cpp 文章标签： unity c#

于 2020-07-09 16:19:28 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_37672438/article/details/107214565

版权

iL2Cpp 专栏收录该内容

5 篇文章

订阅专栏

本文深入探讨了Unity中IL2CPP的工作原理，包括如何控制生成的C++代码中的运行时检查，如null检查、数组边界检查等。同时，提供了减少构建时间和优化IL2CPP堆栈跟踪的方法。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

原理：

IL2CPP 的核心流程

IL2CPP 的工作流程可分为以下步骤：

C# 代码编译为 IL
Unity 项目中的 C# 脚本首先被编译为 .NET 中间语言（IL）（类似 Java 的字节码），存储在程序集文件（如 .dll）中。
IL → C++ 代码转换
IL2CPP 工具链读取这些 IL 代码，将其转换为 C++ 源代码(后置过程)这一步的关键在于：
- 直接翻译逻辑：将 IL 指令逐条映射为等效的 C++ 代码。
- 元数据保留：保留类型、方法、字段等元数据，用于运行时反射等功能。
- 垃圾回收集成：生成与 Unity 的垃圾回收器（如 Boehm GC）兼容的代码。
C++ 代码编译为原生机器码
生成的 C++ 代码会被平台本地编译器（如 iOS 的 Xcode/Clang、Android 的 NDK/GCC）编译为 目标平台的原生二进制文件（如 ARM 或 x86 机器码）。
运行时执行
最终生成的机器码直接由 CPU 执行，无需虚拟机或 JIT 编译，性能接近原生 C++ 程序。

与Mono的对比

1. Mono 运行时的核心流程

(1) C# 代码编译为 IL 中间语言

Unity 中的 C# 脚本会被编译为 .NET 中间语言（IL），存储在程序集文件（如 .dll）中。
此步骤与 IL2CPP 的初始阶段相同。

(2) 运行时编译与执行

Mono 运行时根据目标平台的能力，选择以下两种模式之一：

JIT（Just-In-Time）编译（支持动态生成代码的平台，如 PC、Android）：
- 流程：在运行时将 IL 代码 动态编译为机器码，由 CPU 直接执行。
- 优点：支持动态代码生成（如 System.Reflection.Emit），启动速度快。
- 缺点：运行时编译有性能开销，且某些平台（如 iOS）禁止 JIT。
AOT（Ahead-Of-Time）编译（受限制的平台，如 iOS）：
- 流程：在构建阶段将 部分 IL 代码预先编译为机器码，剩余代码在运行时由轻量解释器处理。
- 优点：绕过平台对 JIT 的限制（如 iOS 的代码签名要求）。
- 缺点：无法编译所有 IL 代码（如泛型、反射生成的代码），可能导致运行时异常。

2. Mono 与 IL2CPP 的对比

特性	Mono (JIT/AOT)	IL2CPP
编译方式	JIT（动态）或 AOT（部分静态）	完全 AOT（静态生成 C++ → 机器码）
性能	较低（JIT 运行时开销）	较高（无运行时编译开销）
iOS 支持	受限（AOT 不完整）	完全支持
代码体积	较小	较大（C++ 代码膨胀）
动态代码生成	支持（JIT 平台）	不支持
构建时间	较短	较长
调试体验	直接调试 C# 源码	需结合生成的 C++ 代码

3. Mono 的局限性

(1) iOS 平台的 AOT 缺陷

泛型实例化问题：AOT 只能为 提前已知的泛型类型组合 生成代码。例如：

// 若未在 AOT 阶段预生成 List<int> 和 List<string> 的代码：
var list1 = new List<int>();  // 可能正常运行（常见类型已预生成）
var list2 = new List<MyClass>(); // 可能崩溃！

反射限制：动态加载类型或方法可能失败。

(2) 性能瓶颈

JIT 开销：首次执行方法时的编译延迟。
内存占用：需同时存储 IL 和机器码。

(3) 安全性

JIT 的动态代码生成可能被恶意利用（如 iOS 禁止 JIT 的部分安全考虑）。

(4) Mono 在 iOS 的 AOT 工作流程

构建阶段：
- Unity 调用 Mono 的 AOT 编译器，将部分 IL 编译为 iOS 的 ARM 机器码。
- 生成一个静态库（如 libiPhone-arm.a）和剩余 IL 代码。
运行时：
- 预编译的机器码直接执行。
- 未预编译的代码由 Mono 解释器执行（性能极低）。

4. 为什么 Unity 需要 IL2CPP？

解决 Mono AOT 的缺陷：IL2CPP 通过完全静态编译，规避了泛型和反射的运行时问题。
提升性能：C++ 编译器优化能力远超 Mono 的 AOT。
遵守平台规则：iOS 等平台禁止动态代码生成（JIT），而 IL2CPP 的完全静态编译符合要求。

5. 总结

仅使用 Mono：依赖 JIT 或受限的 AOT 编译，适合对动态代码生成有需求的场景（如 PC 平台），但在 iOS 等受限制平台上面临兼容性和性能问题。
IL2CPP 是 Unity 为弥补 Mono 缺陷而引入的解决方案，通过静态编译为 C++ 代码，实现高性能和跨平台一致性。两者适用于不同场景，开发者需根据目标平台和需求权衡选择。

Unity如何构建

要在项目中使用 IL2CPP, 打开 Build Settings. 选择你要发布的平台, 点击 Player Settings 打开 Player settings属性面板

在使用IL2CPP脚本后端时，可以控制il2cpp.exe生成c++代码的方式。特别地，也可以使用下列中的c#属性用来启用或禁用runtime check。

*Option*	*Description*	*Default*
Null checks	如果这个打开(enable),则通过IL2CPP生成的代码会进行null检查，并抛出托管空引用异常 managed NullReferenceException exceptions. 如果此选项被禁用,null检查不会发送到生成的c++代码中。对于某些项目，禁用此选项可以提高运行时性能。但是，对生成代码中的空值的任何访问都不会被检查，并可能导致不正确的行为，通常，在空值被解除引用后，游戏很快就会崩溃, 请小心禁用此选项	Enabled
Array bounds checks	如果启用此选项,由IL2CPP生成的c++代码将检查数组边界是否越界，并在必要时抛出托管的IndexOutOfRangeException异常，如果禁用此选项生成的c++代码中则不会进行数组边界检查。同上	Enabled
Divide by zero checks	除以0检查，同上，一般在写代码的时候，就会注意这一点	Disable

在c#代码中，如果要开启、禁用以上option，要使用IL2CppSetOptions属性。要使用这个属性，要把Il2CppSetOptionsAttribute.cs脚本拷贝到你的asset文件夹下，在editor->data(Windows上的Data\il2cpp, OS X上的Contents/Frameworks/il2cpp)中

比如：下面没有开启nullcheck检查

[Il2CppSetOption(Option.NullChecks, false)]
public static string MethodWithNullChecksDisabled()
{
    var tmp = new object();
    return tmp.ToString();
}

可以将Il2CppSetOptions属性应用于类型、方法和属性，

[Il2CppSetOption(Option.NullChecks, false)]
public class TypeWithNullChecksDisabled
{
    public static string AnyMethod()
    {
        // Null checks will be disabled in this method.
        var tmp = new object();
        return tmp.ToString();
    }

    [Il2CppSetOption(Option.NullChecks, true)]
    public static string MethodWithNullChecksEnabled()
    {
        // Null checks will be enabled in this method.
        var tmp = new object();
        return tmp.ToString();
    }
}

public class SomeType
{
    [Il2CppSetOption(Option.NullChecks, false)]
    public string PropertyWithNullChecksDisabled
    {
        get
        {
            // Null checks will be disabled here.
            var tmp = new object();
            return tmp.ToString();
        }
        set
        {
            // Null checks will be disabled here.
            value.ToString();
        }
    }

    public string PropertyWithNullChecksDisabledOnGetterOnly
    {
        [Il2CppSetOption(Option.NullChecks, false)]
        get
        {
            // Null checks will be disabled here.
            var tmp = new object();
            return tmp.ToString();
        }
        set
        {
            // Null checks will be enabled here.
            value.ToString();
        }
    }
}

How IL2CPP works

在使用IL2CPP发布时， Unity自动执行以下步骤:

编译unity的脚本称常规的.net dll,也就是托管程序集
应用托管字节码剥离。这一步大大减少发布游戏的大小Applies managed bytecode stripping. This step significantly reduces the size of a built game.
将所有托管程序集转换为标准c++代码
使用本机平台编译器编译生成的c++代码和IL2CPP的运行时部分。.
根据您的目标平台，将代码链接到可执行文件或DLL中。