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JS or C#?不存在的脚本之争

| 作者 陈嘉栋 关注 0 他的粉丝 发布于 2015年6月1日. 估计阅读时间: 22 分钟 | QCon上海2018 关注大数据平台技术选型、搭建、系统迁移和优化的经验。

前言

周五的下午,偶然间晃了一眼游戏蛮牛Unity3D的QQ群,又看到了一个Unity3D开发中老生长谈的问题,“我的开发语言究竟是选择JavaScript呢?还是C#呢?”。对这个问题,小匹夫也觉得的确该认真地梳理一下了。那么为何说JavaScript和C#的争论根本就不存在呢?首先,我们要知道Unity3D中的JS脚本究竟是什么?最准确的学名,我想应该叫做UnityScript (因为Unity-Technologies在Github上托管的代码就叫这个名字)。那为何UnityScript不是JavaScript呢?我们就继续分析一下UnityScript vs JavaScript好了。既然UnityScript不是JavaScript,但Unity3D的确有好几种脚本语言啊(C#,UnityScript,,Boo),那和C#相比,我们应该如何抉择呢?所以本文最后会分析一下C# vs UnityScript。

最熟悉的陌生人--UnityScript

小匹夫的上一篇文章“Mono为何能跨平台?聊聊CIL(MSIL)”中介绍了一下Unity3D跨平台的基础。那就是借助了CIL,首先将源代码(例如C#)编译成CIL(其实是CIL assembly),之后再通过JIT或者FULL-AOT将CIL编译成目标平台的原生代码,进而实现一套代码,多个平台使用的跨平台功能。所以可以想见,作为Unity3D中的“JS”(后文使用UnityScript)同样也会先被编译成CIL代码,之后再编译成对应平台的原生代码。换言之,Unity3D实现了一套在.NET平台上和C#处于“相同层面”的语言UnityScript。开发一套自己的语言,这听上去简直太疯狂了是吗?其实一点也不。刚才说了,源代码都要先编译成CIL,所以只要能有一套编译器,能够把UnityScript的语法分析识别并编译成CIL,那问题不就解决了吗?当然,如果有现成的,能符合以下三条的语言作为参考,那UnityScirpt的开发者应该是感激不尽了吧。哪三点呢?

  1. 是.Net层面的语言。
  2. 像脚本语言
  3. 有编译器能把它编译成CIL

没错,聪明的你一定想到了,那位一直隐藏的很深的幕后人物,Unity3D脚本三巨头之一的Boo了吧。都说Boo是Unity3D得脚本语言之一,可是为什么就没见有什么人用过呢?原因之一可能是,Unity3D最初引入Boo,纯粹是为了UnityScript服务的。Boo作为一个.NET平台的第三方语言,写起来也很像脚本语言,并且有对应的编译器能够实现从Boo到CIL的过程。Boo写起来是像下面这个样子。(更多关于Boo的内容请参见概览CLI之上的新语言——Boo。)

import System
import System.Net
import System.Threading
url, local = argv
client = WebClient()
call = client.DownloadFile.BeginInvoke(url, local)
while not call.IsCompleted:
        Console.Write(".")
        Thread.Sleep(50ms)
Console.WriteLine()

简而言之,UnityScript是脱胎于Boo的。虽然看上去UnityScirpt和Boo长的不像,但要明白语法不是问题,语义才是。只要能把UnityScript的语法解析成Boo的编译器能认识的,那么UnityScript的编译器的大部分工作就可以交给Boo的编译器来实现了。所以,基于现成的Boo语言,开发UnityScript编译器的工作就只剩下语法解析而已了,事实上他们也的确是这样做的。

而当我们浏览UnityScript在Github的托管页面,发现竟然是Boo的开发者在维护,而UnityScript的编译处理逻辑所在的文件是一个Boo文件--UnityScriptCompiler.boo。

虽然不懂boo语言,但是还是可以看到会引入Boo的编译器:

import Boo.Lang.Compiler

也会有针对UnityScript的语法进行解析以供Boo的编译器识别的过程:

pipeline.Insert(0,
UnityScript.Steps.PreProcess())
pipeline.Replace(Boo.Lang.Compiler.Steps.Parsing,
UnityScript.Steps.Parse())
pipeline.Replace(Boo.Lang.Compiler.Steps.IntroduceGlobalNamespaces,
UnityScript.Steps.IntroduceUnityGlobalNamespaces())
pipeline.InsertAfter(Boo.Lang.Compiler.Steps.PreErrorChecking,
UnityScript.Steps.ApplySemantics())
pipeline.InsertAfter(UnityScript.Steps.ApplySemantics,
UnityScript.Steps.ApplyDefaultVisibility())
pipeline.InsertBefore(Boo.Lang.Compiler.Steps.ExpandDuckTypedExpressions,
UnityScript.Steps.ProcessAssignmentToDuckMembers())
pipeline.Replace(Boo.Lang.Compiler.Steps.ProcessMethodBodiesWithDuckTyping,
UnityScript.Steps.ProcessUnityScriptMethods())

好吧,我才不会告诉你在同一个Github页面有关于UnityScript的介绍:

A JavaScript implementation based on the Boo programming language.

那么UnityScript的编译器到底放在哪里呢?(从UnityScript到CIL)请看下图。

Mac版的路径:/Applications/Unity/Unity.app/Contents/Frameworks/Mono/lib/mono/unity/us.exe

Win版的路径:U3D路径/Editor/Data/Mono/lib/mono/unity/us.exe

说了这么多,还是需要为这篇文章的主角UnityScript正个名:UnityScript是静态语言且需要编译,脱胎于Boo语言,和JavaScript除了后缀之外没有关系。所以与其纠结“U3D的JavaScript到底和JavaScript有多形似”,倒不如考虑下UnityScript和Boo有多神似。

UnityScript vs JavaScript

很多提出本文前言中提到的那个老生常谈问题的朋友,往往认为UnityScript和我们平时所说的JavaScript是一样的,即使有人意识到有所区别,但是认为本质上也还是和JavaScript属于同一范畴。期初小匹夫也是这样认为的,因为曾经使用过cocos2d-js开发游戏的缘故,所以当听说Unity3D竟然支持JS脚本,那叫一个开心啊。可是最初的开心往往也暗示着最后的失望。

因为最后小匹夫意识到了UnityScript和JavaScript是两种差别很大的语言。

其实所谓的JavaScript是一个很泛泛的名字,可以用来指任何实现了ECMAScript标准的语言(求JS大神轻喷……),而UnityScript主观上根本就没有试图去实现甚至是接近该标准。所以很多JavaScript的库如果只是单纯地复制粘贴,在Unity3D中并不会运行的特别“顺利”(之所以加引号是因为很多都运行不起来吧)。

那么两者究竟有多大的差别呢?最主要和本质的区别前文已经说过了,它俩除了长相差不多,压根就没什么联系。但是还是需要有个更直观的认识。那么下面就简单总结一下JavaScript和UnityScrip的差别吧。

JavaScript没有类的概念

JavaScript没有类的概念。因为它是一种基于原型的语言,继承发生在对象和对象之间(更灵活,换言之,更动态),而非类和类之间。

举个例子:

function Person() {
   this.name = ["chenjiadong"];
}

var c = new Person();
console.log(typeof c.introduce);

Person.prototype.introduce = function() {
   console.log("I am  "+this.name+".");
};

console.log(typeof c.introduce);
c.introduce();

如你所见,在小匹夫有限的JS知识中,同样存在着对象和原型的概念。通过关键字new,我们可以用方法Person创建出一个对象c,此时的小c还是很单纯的,不会introduce自己。但是如果Person经过进化,学会了介绍自己introduce,那么之前创建的小c也同样学会了介绍自己introduce。

但是在UnityScript中可不能这样,因为它有类的概念。你一旦定义了一个类,那么在程序运行时这个类也就不能改动了。

文件名的讲究

不知道各位朋友有没有发现,新建的UnityScript文件中好像并没有声明类。相反,看上去很像一般的JavaScript的写法。比如这样Test.js:

#pragma strict

function Start () {

}

function Update () {

}

其实原因就在于文件名。U3D中大多数.js文件都代表一个类,所以自然而然地,文件的名字就被用来称呼这个类了。(说大多数文件都是这样的含义就是,你也可以在一个文件中定义多个类,比如不继承自MonoBehav的类。)

所以上面的代码就等效于这样的C#代码:

using UnityEngine;

public class Test : MonoBehaviour {
    void Start () {

    }    
    // Update is called once per frame
    void Update () {

    }
}

反观JavaScript,则仅仅是执行文件中的代码,而与文件名无关。

除了这两条比较“宏观”的差别之外,语法上是否还有什么不同呢?当然有啊,请继续往下看。

语法差异之一次能声明几个变量

在JavaScript中,经常可以这么干:

var x = 1, y = 2;

但在UnityScript中这样写,U3D通常会这么说:

语法差异之分号的必要性

以前记得在微博上看到过一个大学教授吐槽过一个JavaScript的“bug”,如下图所示。

所以,让大V掉坑里的,JavaScript的特性之一,就是程序在执行时会默认在行尾加“;”,换句话说,作为人类或者猿类的我们可以不在行尾写分号。

而UnityScript为了避免这种很可能造成bug的写法,对分号做出了要求。接下来不用我多说了吧。

反正你不写分号,U3D大概会这么说:

语法差异之“赋值表达式”能否作为表达式赋值?

实话实说,小匹夫也不知道怎么想出这么一个绕口的小标题。但是小匹夫记得在JavaScript中可以这么写:

var x = 3; // x is 3
var y = (x=x+2); // x is 5, y is 5

所以这里,x=x+2这个赋值表达式作为一个表达式给y赋值。

但是在UnityScript中是不支持这种写法的。这次U3D会和你叽歪很多话。

语法差异之var和类型那点事

聊JavaScript终究绕不过去的一个话题,那就是声明变量时的var。假设声明变量时,不带var,则该变量会默认成为全局变量。但是声明变量不带var,在UnityScript中可行不通。

好吧,那妥协之,在UnityScript中我带var还不行嘛?那是不是就可以像JavaScript一样,在类型上无拘无束任我飞了?

比如下面的代码,我在JavaScript上和UnityScript上都运行得很完美啊。

//UnityScript 和 JavaScript都能运行

var x;
x = 3;
x = new Array();

这样看起来,貌似UnityScript是动态语言啊!简直是视类型如无物啊。好多朋友到这里就迷糊了,接着就产生了那样的错觉。

其实作为静态语言,在编译器进行编译时,变量到底是什么类型它必须非常清楚,所以在UnityScript中,上面代码里的x到底是什么类型可是确定好的。 觉得奇怪是吗?那我们把等效的代码写一下各位就明白了。

//在UnityScript中等效于下面

Object x;
x = 3;
x = new Array();

对,原来x是Object类型。所有的类型都派生自它,换言之,所有的类型都能转化成它。所以3能转化为Object,Array也能转化成Object。这也就是UnityScript看起来是动态类型的原因。(频繁装箱,肯定会影响效率。)

所以如果调用一个Object没有的方法,可能会有这样的提示:

当然,关于var的话题还有很多,比如C#也有,但是和这里并非完全相同。同样,JavaScript和UnityScript可以聊的话题也还有很多,但是受限于篇幅,这里点到即止。

C# vs UnityScript

终于来到咱们经常争论的火药桶话题了,到底C#和Unity3D里的JS谁好呢?

最常见的问题无非是:JS写的u3d游戏和用C#写的u3d游戏,到底谁的运行效率高啊?

最常见的回答为非是:肯定是C#啊,因为JS是动态的。肯定不如编译的语言好。

第二常见的问题无非是:JS开发和用C#开发,哪个更快更适合我啊?

第二常见的回答无非是:JS适合个人开发,敏捷快速。 C#适合公司开发,规范严谨。

咱们还是用和刚才讨论与JavaScript的区别时一样的思路来整理C#和UnityScript的不同,也就是按照先本质,再表现的顺序。同时兼顾回答一下上面的两个问题。

本质求同存异

开篇就说了,UnityScript是和C#同一个层面的语言,也需要经历从源代码到CIL中间语言过渡,最终到编译成原生语言的过程。所以本质上,最终运行的都是从CIL编译而来的原生机器语言。但的确会有C#比较快的现象,那么问题出在哪呢?

一个可能但不是唯一的答案就是UnityScript和C#生成CIL中间语言不同。

这一点想想也很简单,就像上文提到的var的问题,如果使用Object来处理var的问题,则不可避免频繁地装箱拆箱操作,这对效率的影响是很大的。

所以的确,C#的速度更快,但原因是UnityScript会涉及频繁的装箱拆箱操作,进而生成的CIL代码与C#有差异,而并非UnityScript是动态语言且没有经过编译。

现实很单纯

开发到底是使用C#还是UnityScript呢?如果不考虑运行的效率,仅仅考虑开发时候的感受,小匹夫就谈谈自己的看法好啦——那就是珍惜时间,远离UnityScript。

首先有以下几个事实我们要清楚。

  1. UnityScript是脱胎于.NET平台的第三方语言Boo的。所谓的第三方语言和C#的区别,就跟自己到底是不是亲生的,爹到底是不是隔壁老王是一样的。差距可能是全方位,立体式的。社区支持,代码维护,甚至是编译出来的CIL代码质量都可能有很大的差距。选择UnityScript之前,问问自己之前听说过Boo吗?别忘了UnityScript和Boo的渊源。
  2. UnityScript和JavaScript除了长得像之外,根本就没有什么关系。你在JavaScript里如鱼得水,在UnityScript中如果不小心就可能埋下隐患,而一些隐患可能藏得很深。而且UnityScript也是静态语言,也需要编译,所以看不出来选择它作为开发语言为什么会有人觉得快。
  3. 插件的支持。貌似大多数都是C#写的吧。
  4. 好吧,如果上面的3点都不能说动你,那就看看官方的态度好了。

U3D官方团队基于数据分析做出的一个语言被使用的百分比图。

由于Boo语言的使用量基本可以忽略,所以从Unity5.0版本开始就会停止对Boo的文档支持。同时消失的还有从菜单创建Boo脚本的选项“Create Boo Script”。从U3D团队对Boo的态度,也可以窥见和Boo联系密切的UnityScript未来的走势。

同时U3D团队也会把支持的重心转移到C#,也就是说文档和示例以及社区支持的重心都在C#,C#的文档会是最完善的,C#的代码实例会是最详细的,社区内用C#讨论的人数会是最多的。

所以到底如何选择,各位朋友也都应该有了自己的认识了吧。

作者简介

陈嘉栋,毕业于大连海事大学,并在大连从事移动互联网开发工作。认为编程首先是爱好,其次才是职业。专注前沿技术,热爱开源。深信代码改变世界。没有值得吹嘘的项目,只有不断前行的动力。写有个人博客(慕容小匹夫): http://www.cnblogs.com/murongxiaopifu


感谢丁晓昀对本文的审校。

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