Unity 热更新 之 如何使用AST转换 C# -> Lua

本文转自Unity Connect博主 郡墙

本篇主要论述 如何将 C# 代码自动转换为 Lua 代码的解决方案

方案流程

  1. 利用 Mono ceil 库分析程序集中的类、字段、方法签名,然后将其翻译成对应的Lua 模块所模拟的类型结构

  2. 通过 ILSpy工具分析IL指令集,重建由语句表达式组成的AST(抽象语法树),并翻译成对应的Lua方法体

  3. 把Lua类型与Lua方法体合并成完整的Lua代码

按照同样的原理可以翻译成其他的语言 其中 Mono ceil 负责从程序集中提取类、字段、方法;ILSpy(基于Mono ceil 开发的工具) 则负责分析方法体指令序列。 架构设想

  • 整体分析 : 分析程序集和多程序集关系

  • 类型生成 : 分析程序集中的类、字段、方法,生成对应的Lua结构

  • 表达式生成 : 分析方法体,利用ILSpy重建AST,生成对应的Lua表达式

翻译流程思路分享

  1. 类型结构翻译,通过Mono.ceil 分析程序集中包含的所有类,以及类中定义的字段和方法,收集到这些信息后,就可以生成Lua对应的类型和结构及方法定义(无方法体)

  2. 方法体翻译,利用ILSpy将方法体中的IL指令序列重建成AST,翻译工具将AST转换成Lua语句和表达式,形成Lua方法体

  3. 整合1,2步骤

因为源码在编译后,将会对字符串、常量、枚举、计算等进行一系列优化,比如删除无效的无用代码,预处理各种字符串、减少运行时开销等 。对翻译后的 Lua 代码逻辑也是编译器优化后的。

翻译细节分析

类关系

  • Partial类:编译后自动合并,由标准编译器完成

  • 匿名类: 编译后生成具体的实名类,由标准编译器完成

  • 嵌套类: 生成Lua形式的嵌套关系,由工具完成

  • 继承类: 生成继承关系的类型,由工具完成

  • 泛型类: 编码实现

类成员

  • 字段初始化:编译后,在初始化函数中生成赋值过程,由标准编译器完成

  • 属性:编译后,添加get/set具体函数,由标准编译器完成

  • 索引器:编译后,索引对应的函数过程由标准编译器完成

  • 扩展方法: 编译后为类扩展的方法变成静态函数调用,由标准编译器完成

  • 运算符重载:编译后运算符重载变成具体的函数调用,由标准编译器完成

  • 匿名函数:编译后,匿名函数自动变成实名函数,由标准编译器完成

  • 方法:生成对应的Lua方法,由翻译工具实现

  • 构造函数:生成对应的Lua初始化函数,由翻译工具完成

  • 泛型函数:泛型函数变成函数参数,生成对应的lua函数,由翻译工具完成

  • 匿名构造函数和类成员初始化:标准编译器将自动合并到构造函数中,由标准编译器完成

  • 可选参数:编译后,未填写的参数将自动使用默认值填充,由标准编译器完成

  • 多参数:编译后,等价于数组参数,由标准编译器完成

方法体

  • Lambda表达式: 编译后,表达式展开为具体函数调用,由标准编译器完成工作

  • 常量: 编译后,常量名被替换为整型值,由标准编译器完成

  • 枚举:编译后,引用关系变成类型之间的相互调用,由标准编译器完成

  • typeof: 编译后,替换成具体类型,由标准编译器完成

  • 泛型构造: 编译后,泛型参数被实例化,由标准编译器完成

  • 赋值:生成Lua赋值,连续赋值将被拆解,由翻译器完成

  • 循环语句:反编译后,所有的循环都变成单一的Loop结构,由翻译工具生成lua的for循环

  • 条件语句:生成Lua的if条件,由翻译工具完成

  • switch语句:由if条件判断和repeat循环组合模拟,由翻译工具完成工作

  • 集合初始化:标准编译器生成结构花指令,由翻译工具完成工作

  • try..catch语句:生成Lua的xpcall,由翻译工具完成工作

  • 问号表达式:生成等价的 ‘或与表达式’

  • 其他:直接翻译,由翻译工具完成

  • 其他高级特由编译器完成

原文链接:https://connect.unity.com/p/unity-re-geng-xin-zhi-ru-he-shi-yong-astzhuan-huan-c-lua?app=true

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