huatuo是一个特性完整、零成本、高性能、低内存的近乎完美的Unity全平台原生c#热更方案。
huatuo扩充了il2cpp的代码,使它由纯AOT runtime变成‘AOT+Interpreter’ 混合runtime,进而原生支持动态加载assembly,使得基于il2cpp backend打包的游戏不仅能在Android平台,也能在IOS、Consoles等限制了JIT的平台上高效地以AOT+interpreter混合模式执行。从底层彻底支持了热更新。
- 特性完整。 近乎完整实现了ECMA-335规范,除了 下文中"限制和注意事项" 之外的特性都支持。
- 零学习和使用成本。 huatuo将纯AOT runtime增强为完整的runtime,使得热更新代码与AOT代码无缝工作。脚本类与AOT类在同一个运行时内,可以随意写继承、反射、多线程(volatile、ThreadStatic、Task、async)之类的代码。不需要额外写任何特殊代码、没有代码生成,也没有什么特殊限制。
- 执行高效。实现了一个极其高效的寄存器解释器,所有指标都大幅优于其他热更新方案。性能测试报告
- 内存高效。 热更新脚本中定义的类跟普通c#类占用一样的内存空间,远优于其他热更新方案。内存占用报告
- 原生支持hotfix修复AOT部分代码。几乎不增加任何开发和运行开销。
huatuo从mono的Hybrid mode execution技术中得到启发,为unity的il2cpp之类的AOT runtime额外提供了interpreter模块,将它们由纯AOT运行时改造为"AOT + Interpreter"混合运行方式。
更具体地说,huatuo做了以下几点工作:
- 实现了一个高效的元数据(dll)解析库
- 改造了元数据管理模块,实现了元数据的动态注册
- 实现了一个IL指令集到自定义的寄存器指令集的compiler
- 实现了一个高效的寄存器解释器
- 额外提供大量的instinct函数,提升解释器性能
- 提供hotfix AOT的支持
huatuo是原生的c#热更新方案。通俗地说,il2cpp相当于mono的aot模块,huatuo相当于mono的interpreter模块,两者合一成为完整mono。huatuo使得il2cpp变成一个全功能的runtime,原生(即通过System.Reflection.Assembly.Load)支持动态加载dll,从而支持ios平台的热更新。
正因为huatuo是原生runtime级别实现,热更新部分的类型与主工程AOT部分类型是完全等价并且无缝统一的。可以随意调用、继承、反射、多线程,不需要生成代码或者写适配器。
其他热更新方案则是独立vm,与il2cpp的关系本质上相当于mono中嵌入lua的关系。因此类型系统不统一,为了让热更新类型能够继承AOT部分类型,需要写适配器,并且解释器中的类型不能为主工程的类型系统所识别。特性不完整、开发麻烦、运行效率低下。
- huatuo学习和使用成本几乎为零。huatuo 让il2cpp变成全功能的mono,学习和使用成本几乎为零,几乎零侵入性。而其他方案则有大量的坑和需要规避的规则,学习和使用成本,需要对原项目作大量改造。
- huatuo可以使用所有c#的特性。而其他方案往往有大量的限制。
- huatuo中可以直接支持使用和继承主工程中的类型。其他方案要写适配器或者生成代码。
- huatuo中热更新类型与主工程的AOT类型无缝统一。huatuo中反射代码能够正常工作的,主工程部分也可以通过标准Reflection接口创建出热更新对象。其他方案做不到。
- huatuo对多线程支持良好。像多线程、ThreadStatic、async等等特性都是huatuo直接支持,其他方案除了async特性外均难以支持。
- huatuo中Unity工作流与原生几乎完全相同。huatuo中热更新MonoBehaviour可以直接挂载在热更新资源上,并且正确工作。其他方案不行。
- huatuo兼容性极高。各种第三方库只要在il2cpp下能工作,在huatuo下也能正常工作。其他方案往往要大量魔改源码。
- huatuo内存效率极高。huatuo中热更新类型与主工程的AOT类型完全等价,占用一样多的空间。其他方案的同等类型则是假类型,不仅不能被runtime识别,还多占了数倍空间。
- huatuo执行效率高。huatuo中热更新部分与主工程AOT部分交互属于il2cpp内部交互,效率极高。而其他方案则是独立虚拟机与il2cpp之间的效率,不仅交互麻烦还效率低下。
技术评估上目前稳定性处于Alpha版本与Beta版本之间。由于huatuo技术原理的先进性,bug本质不多,稳定得非常快。
- 完成了比较完整的单元测试。
- 测试了游戏常用库和框架的兼容性,兼容性良好。只要能在il2cpp backend下工作的库都可以在huatuo下正常工作。参见兼容性报告
- 已经可以全平台(pc、android、ios)完整运行中大型的实际项目,参见比较完整接入的项目列表。
预计在9月份之前会有使用huatuo的中重度项目上线。
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huatuo虽然与il2cpp相关,但绝大多数核心代码独立于il2cpp,很容易移植(预计一个月)到其他不支持AOT+Interpreter的CLR平台。无论unity如何版本变迁,哪怕废弃了il2cpp改用.net 6+,huatuo会持续跟进,稳定地提供跨平台的CLR热更新服务,直至某天.net官方直接支持AOT+Interpreter,则huatuo完成其历史使命。
- 支持 Unity 2019,2020和2021系列版本
- 除去大多数普通AOT泛型类限制
- 支持 hotfix AOT部分的bug
- 指令优化,编译后指令数减少到原来1/4-1/2,基础指令和大多数对象模型指令有100%-300%的性能提升。 (2022.7 出预览版本)
- 其他内存和效率优化,以及代码重构
- 支持增量式gc
- ===支持godot引擎===(2022.12)
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