1、編譯原理
2、mono 和IL2CPP 對c# 的支持
3、JIT 和AOT區別
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筆記
- 編譯器的工作流水線：
- 源代碼-詞法分析-語法分析-語義分析-目標代碼-鏈接-可執行文件 （現代編譯器會更復雜，比如優化）
- 虛擬機執行中間代碼的方式分為 2 種：解釋執行和 JIT（即時編譯）。解釋執行即逐條執行每條指令，JIT 則是先將中間代碼在開始運行的時候編譯成機器碼，然后執行機器碼。
- C# 編譯 CIL語言，放到CLR虛擬機內執行 （CIL，Common Intermediate Language，也叫 MSIL）
- .Net Framework定義：通常我們把 C#、CIL、CLR，再加上微軟提供的一套基礎類庫稱為 .Net Framework
- Mono 是跨平台的 .Net Framework 的實現。Mono 做了一件很了不起的事情，將 CLR 在所有支持的平台上重新實現了一遍，將 .Net Framework 提供的基礎類庫也重新實現了一遍。
- 理論上，你創造了一門語言，並且實現了所有平台下的編譯器，就能跨語言了。
原文
為什么 Unity3D 可以運行 C#，C# 和 Mono 是什么關系，Mono 和 .Net Framework 又是什么關系？我們深入的來聊一聊這個話題！
從編譯原理說起
一句話介紹編譯器：編譯器是將用某種程式語言寫成的源代碼（源語言），轉換成另一種程式語言（目標語言）等價形式的程序。通常我們是將某種高級語言（如C、C++、C# 、Java）轉換成低級語言（匯編語言、機器語言）。
編譯器以流水線的形式進行工作，分為幾個階段：源代碼 → 詞法分析 → 語法分析 → 語義分析 → 目標代碼 → 鏈接 → 可執行文件。
鏈接（linking）解釋：上一步驟的結果可能會引用外部的函數，把外部函數的代碼（通常是后綴名為.lib和.a的文件），添加到可執行文件中，這就叫做鏈接。——兩種，靜態鏈接（編譯時）和動態鏈接（runtime）。
現代編譯器還會更復雜，中間會增加更多的處理過程，比如預處理器，中間代碼生成，代碼優化等。
虛擬機是什么
虛擬機（VM），簡單理解，就是可以執行特定指令的一種程序。為了執行指令，還需要一些配套的設施，如寄存器、棧等。虛擬機可以很復雜，復雜到模擬真正的計算機硬件，也可以很簡單，簡單到只能做加減乘除。
在編譯器領域，虛擬機通常執行一種叫中間代碼的語言，中間代碼由高級語言轉換而成，以 Java 為例，Java 編譯后產生的並不是一個可執行的文件，而是一個 ByteCode （字節碼）文件，里面包含了從 Java 源代碼轉換成等價的字節碼形式的代碼。Java 虛擬機（JVM）負責執行這個文件。
虛擬機執行中間代碼的方式分為 2 種：解釋執行和 JIT（即時編譯）。解釋執行即逐條執行每條指令，JIT 則是先將中間代碼在開始運行的時候編譯成機器碼，然后執行機器碼。由於執行的是中間代碼，所以，在不同的平台實現不同的虛擬機，都可以執行同樣的中間代碼，也就實現了跨平台。
int run(context* ctx, code* c) { for (cmd in c->cmds) { switch (cmd.type) { case ADD: // todo add break; case SUB: // todo subtract break; // ... } } return 0;} 總結一下，虛擬機本身並不跨平台，而是語言是跨平台的，對於開發人員來說，只需要關心開發語言即可，不需要關心虛擬機是怎么實現的，這也是 Java 可以跨平台的原因，C# 也是同樣的。推而廣之，理論上任何語言都可以跨平台，只要在相應平台實現了編譯器或者虛擬機等配套設施。
C# 是什么，IL 又是什么
C# 是微軟推出的一種基於 .NET 框架的、面向對象的高級編程語言。微軟在 2000 年發布了這種語言，希望借助這種語言來取代Java，更多詳細的介紹可以參看 C# Wiki。
C# 是一個語言，微軟給它定制了一份語言規范，提供了從開發、編譯、部署、執行的完整的一條龍的服務，每隔一段時間會發布一份最新的規范，添加一些新的語言特性。從語法層面來說，C# 是一個很完善，寫起來非常舒服的語言。
C# 和 Java 類似，C# 會編譯成一個中間語言（CIL，Common Intermediate Language，也叫 MSIL），CIL 也是一個高級語言，而運行 CIL 的虛擬機叫 CLR（Common Language Runtime）。通常我們把 C#、CIL、CLR，再加上微軟提供的一套基礎類庫稱為 .Net Framework。
C# 天生就是為征服宇宙設計的，不過非常遺憾，由於微軟的封閉，這個目標並沒有實現。當然 C# 現在還過得很好，因為游戲而煥發了新的活力，因為 Unity3D，因為 Mono。
.Net Framework vs Mono
Mono 是跨平台的 .Net Framework 的實現。Mono 做了一件很了不起的事情，將 CLR 在所有支持的平台上重新實現了一遍，將 .Net Framework 提供的基礎類庫也重新實現了一遍。
以上，Compile Time 的工作實際上可以直接用微軟已有的成果，只要將 Runtime 的 CLR 在其他平台實現，這個工作量不僅大，而且需要保證兼容，非常浩大的一個工程，Mono 做到了，致敬！
Unity3D 中的 C#
Unity3D 內嵌了一個 Mono 虛擬機，從上文可以知道，當實現了某個平台的虛擬機，那語言就可以在該平台運行，所以，嚴格的講，Unity3D 是通過 Mono 虛擬機，運行 C# 通過編譯器編譯后生成的 IL 代碼。
Unity3D 默認使用 C# 作為開發語言，除此之外，還支持 JS 和 BOO，因為 Unity3D 開發了相應的編譯器，將 JS 和 BOO 編譯成了 IL。
小結
C# 在 Windows 下，是通過微軟的 C# 編譯器，生成了 IL 代碼，運行在 CLR 中。
C# 在除 Windows 外的平台下，是通過 Mono 的編譯器，生成了 IL 代碼，運行在 Mono 虛擬機中，也可以直接運行將已經編譯好的 IL 代碼（通過任意平台編譯）。
理論上，你創造了一門語言，並且實現了某一平台下的編譯器，然后實現了所有平台下符合語言規范的虛擬機，你的語言就可以運行在任意平台啦。
IL2CPP， IL2CPP VM
本 文的主角終於出來了：IL2CPP。有了上面的知識，大家很容易就理解其意義了：把IL中間語言轉換成CPP文件。大家如果看明白了上面動態語言的 CLI， IL以及VM，再看到IL2CPP一定心中充滿了疑惑。現在的大趨勢都是把語言加上動態特性，哪怕是c++這樣的靜態語言，也出現了適合IL的c++編譯 器，為啥Unity要反其道而行之，把IL再弄回靜態的CPP呢？這不是吃飽了撐着嘛。根據本文最前面給出的Unity官方博客所解釋的，原因有以下幾 個：
1.Mono VM在各個平台移植，維護非常耗時，有時甚至不可能完成
Mono的跨平台是通過Mono VM實現的，有幾個平台，就要實現幾個VM，像Unity這樣支持多平台的引擎，Mono官方的VM肯定是不能滿足需求的。所以針對不同的新平 台，Unity的項目組就要把VM給移植一遍，同時解決VM里面發現的bug。這非常耗時耗力。這些能移植的平台還好說，還有比如WebGL這樣基於瀏覽 器的平台。要讓WebGL支持Mono的VM幾乎是不可能的。
2.Mono版本授權受限
大家有沒有意識到Mono的版本已經更新到3.X了，但是在Unity中，C#的運行時版本一直停留在2.8，這也是Unity社區開發者抱怨的最多一 條：很多C#的新特性無法使用。這是因為Mono 授權受限，導致Unity無法升級Mono。如果換做是IL2CPP，IL2CPP VM這套完全自己開發的組件，就解決了這個問題。
3.提高運行效率
根據官方的實驗數據，換成IL2CPP以后，程序的運行效率有了1.5-2.0倍的提升