Unity项目常见Lua解决方案性能比较

测试说明

Unity不支持热更新一直是一个令人困扰的痛点。作者在第一个项目上线后，深刻体会到每次更新的代价巨大，然而官方路线图中却迟迟未推出热更新功能。

UWA此前分享过Android平台热更新解决方案，直接替换dll是一种可行方式，但在iOS上由于使用IL2CPP而无法实现，这本质上是商业原因而非技术问题。另一个常见的解决方案是使用Lua。考虑到作者的不少同事之前有Cocos2d - lua开发经验，且有对应的后端框架如Skynet，因此在立项时，作者考虑采用Unity + Lua的方式进行开发。

测试内容

本次测试结果包含以下三种解决方案的比较：

• slua, commit #ef57252
• ulua, commit #dbe98bc（作者已不再维护，转至tolua）
• tolua, commit #710dedc

注意事项

1. 当然还存在其他解决方案，如CsTolua，但由于作者精力有限，无法一一测试，欢迎提交Pull Request。本次测试将slua和tolua版本升级到最新（ulua原本就是最新）。
2. 为避免不必要的争端，强调本次测试仅考虑解决方案本身的性能差异。对于有人提出“ulua在iOS下面用的是lua原生vm，跟slua用的luajit有啥好比的？”的疑问，如果有人愿意提供luajit版本，作者很乐意从使用者角度再进行测试。
3. benchmark中的数据是作者测试的真实结果，仅供参考。而且slua/ulua在OSX编辑器下有几个结果比较异常，若有知道原因的朋友，还望不吝告知。
4. 作者以slua的Test Case为范本，具体代码请参考slua Perf文件，然后在其他两个项目中复制了一遍。每个测试都统计了lua的os.clock()时间差、C#的Profiler.BeginSample()和Profiler.EndSample()。

测试环境

1. UWA在原作基础上，对最新的Lua版本用更多机型（iPhone 4s、iPhone 5s）进行了测试作为补充，同时对原部分数据进行了修正。所使用的测试代码和原作一样，依然是6个测试用例。测试方法也相同，每个测试顺序执行五次，然后重启。
2. 目前UWA只测试了目前使用最广泛的移动平台（Android和iOS）。

测试代码

Test1

function test1()
local transform = cube.transform
local start = os.clock()
for i=1,200000 do
transform.position=transform.position
end
print("test1/lua " .. ((os.clock() - start) * 1000));
end

Test2

function test2()
local transform=cube.transform
local start = os.clock()
for i=1,200000 do
transform:Rotate(Vector3.up, 90)
end
print("test2/lua " .. ((os.clock() - start) * 1000));
end

Test3

function test3()
local start = os.clock()
for i=1,2000000 do
local v = Vector3(i,i,i)
Vector3.Normalize(v)
end
print("test3/lua " .. ((os.clock() - start) * 1000));
end

Test4

function test4()
local t = cube.transform
local v = Vector3.one
local start = os.clock()
for i=1,200000 do
local v = GameObject()
end
print("test4/lua " .. ((os.clock() - start) * 1000));
end

Test5

function test5()
local v = cube.transform.position
local start = os.clock()
for i=1,20000 do
local v = GameObject()
v:AddComponent(SkinnedMeshRenderer)
local c=v:GetComponent(SkinnedMeshRenderer)
c.shadowCastingMode=0
c.receiveShadows=false
end
print("test5/lua " .. ((os.clock() - start) * 1000));
end

Test6

function test6()
local transform=cube.transform
local start = os.clock()
for i=1,200000 do
local t=Quaternion.Euler(100,100,100)
local q=Quaternion.Slerp(Quaternion.identity,t,0.5)
end
print("test6/lua jit  " .. ((os.clock() - start) * 1000));
end

Android平台测试结果

以下为UWA在Android上对高、中、低配置的三款设备进行测试后得到的平均数据。图中下方的表格部分为柱状图的准确数值，其数值表示完成测试用例所需的时间，单位为毫秒。

1. 低端设备：三星S3（Android OS 4.3） 注：红色部分的数值已远超其他的测试数据，因此UWA进行了截断显示，具体数值可见下方的表格。
2. 中端设备：红米Note2（Android OS 5.0.2）
3. 高端设备：三星S6（Android OS 6.0.1）

iOS平台测试结果

以下为UWA在iOS上对armv7和arm64的两款设备进行测试后得到的平均数据。测试中使用了il2cpp＋Universal的发布方式，同时禁用了bitcode。图中下方的表格部分为柱状图的准确数值，其数值表示完成测试用例所需的时间，单位为毫秒。

1. armv7设备：iPhone 4s （OS 7.1.2）
2. arm64设备：iPhone 5s（OS 9.3.5）

总结

1. 在Android设备上，slua在Test 2和3上表现较为出色，这两个测试用例主要涉及大量的向量操作。而tolua在Test 1、4和5上较为占优，这三个测试主要是组件属性的赋值和GameObject的创建等操作。ulua在中高端设备上的性能基本介于两者之间，但在低端机上有较为明显的性能问题。
2. 在iOS设备上，tolua的性能表现最佳，ulua次之，slua的性能较tolua和ulua稍逊一筹。其中，Test3中slua的向量操作在iOS设备上耗时较高。目前暂时无法给出原因，但在多款iOS设备上测试均得到相似结论，值得研发团队注意。

以上是对目前市面上主流Lua版本的性能分析，希望对大家在Lua版本的选择和使用上有所帮助。需要说明的是，框架的选择不应仅考虑性能，还需考虑可维护性、稳定性等其他维度。本次测试仅供性能层面的参考，如有相关疑问，可加入相关技术QQ群交流讨论：446956587。