在游戏开发领域，Unity3D 引擎以其强大的功能和易用性著称。然而，对于一些对性能要求极高的场景，使用 C# 编写的 Unity 脚本可能会遇到瓶颈。这时，Rust 语言以其内存安全和高性能特性进入我们的视野，成为 Unity 原生插件开发的绝佳选择。本文将深入探讨如何在 Unity 中使用 Rust 编写原生插件，并提供详细的代码示例。

Rust 代码编写

首先，我们需要编写 Rust 代码，并将其编译成 Unity 可以调用的动态链接库（Windows 下为 .dll，macOS 下为 .dylib）。

以下是一个简单的 Rust 函数示例，它接受一个整数作为输入，并返回其两倍的值：

#[no_mangle]
pub extern "C" fn double_input(input: i32) -> i32 {
    input * 2
}

代码解析：

• #[no_mangle]：告诉 Rust 编译器不要修改函数名，以便在链接时可以被正确识别。
• pub extern "C"：将函数声明为公共的，并使用 C 的调用约定，以便与 Unity 兼容。
• fn double_input(input: i32) -> i32：定义了一个名为 double_input 的函数，它接受一个 32 位整数作为参数，并返回一个 32 位整数。

接下来，我们需要创建一个 Cargo.toml 文件来配置 Rust 项目。在该文件中，我们需要指定 crate-type 为 "cdylib"，以便生成动态链接库：

[package]
name = "my_rust_plugin"
version = "0.1.0"
edition = "2021"

[lib]
crate-type = ["cdylib"]

完成代码编写和项目配置后，使用 cargo build 命令即可编译 Rust 项目，生成动态链接库文件。

Unity 中调用 Rust 代码

将编译生成的动态链接库文件（.dll 或 .dylib）复制到 Unity 项目的 Assets/Plugins 目录下。在 macOS 系统中，需要将文件扩展名从 .dylib 重命名为 .bundle，以便 Unity 正确识别。

在 Unity 中，创建一个 C# 脚本，并使用 DllImport 属性声明要调用的 Rust 函数。例如，我们可以创建一个名为 RustPlugin.cs 的脚本，并在其中声明 double_input 函数：

using System.Runtime.InteropServices;
using UnityEngine;

public class RustPlugin : MonoBehaviour
{
    [DllImport("my_rust_plugin")]
    private static extern int double_input(int input);

    void Start()
    {
        int result = double_input(10);
        Debug.Log("Double of 10 is: " + result);
    }
}

代码解析：

• using System.Runtime.InteropServices;：导入 DllImport 属性所需的命名空间。
• [DllImport("my_rust_plugin")]：指定要调用的动态链接库文件名为 my_rust_plugin（无需包含文件扩展名）。
• private static extern int double_input(int input);：声明要调用的 Rust 函数 double_input，并指定其参数和返回值类型。
• 在 Start 方法中，我们调用 double_input 函数，并将其返回值存储在 result 变量中，最后将结果打印到 Unity 控制台。

运行测试

将 RustPlugin.cs 脚本附加到场景中的任意游戏对象上，然后运行游戏。如果一切正常，你将在 Unity 控制台中看到以下输出：

Double of 10 is: 20

扩展：传递复杂数据类型

上述示例仅演示了如何传递简单的整数参数。在实际开发中，我们可能需要传递更复杂的数据类型，例如字符串、数组和结构体。

传递字符串：

#[no_mangle]
pub extern "C" fn greet(name: *const c_char) {
    let c_str = unsafe { CStr::from_ptr(name) };
    let name_slice = c_str.to_str().unwrap();
    println!("Hello, {}!", name_slice);
}

[DllImport("my_rust_plugin")]
private static extern void greet(string name);

greet("Unity");

传递数组：

#[no_mangle]
pub extern "C" fn sum_array(arr: *const i32, len: usize) -> i32 {
    let slice = unsafe { std::slice::from_raw_parts(arr, len) };
    slice.iter().sum()
}

[DllImport("my_rust_plugin")]
private static extern int sum_array(int[] arr, int len);

int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
int sum = sum_array(numbers, numbers.Length);

传递结构体：

#[repr(C)]
pub struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}

#[no_mangle]
pub extern "C" fn move_point(point: &mut Point, dx: i32, dy: i32) {
    point.x += dx;
    point.y += dy;
}

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct Point
{
    public int x;
    public int y;
}

[DllImport("my_rust_plugin")]
private static extern void move_point(ref Point point, int dx, int dy);

Point p = new Point { x = 1, y = 2 };
move_point(ref p, 3, 4);

总结

通过 Unity 的原生插件接口，我们可以方便地调用用 Rust 编写的代码，从而在游戏中获得更高的性能和安全性。需要注意的是，在处理复杂数据类型时，需要特别注意内存管理和数据类型转换，以确保代码的正确性和稳定性。

希望本文能够帮助你更好地理解和应用 Unity 与 Rust 的交互技术，为你的游戏开发之路增添助力。