C# MSIL 我本人推薦看的一篇文章(我感覺寫的非常好)

本文將介紹以下內容：

　　·　　　　　　 IL程式碼分析方法　

　　·　　　　　　 IL命令解析　

　　·　　　　　　 .NET學習方法論

　　1.　引言

　　自從『你必須知道.NET』系列開篇以來，受到大家很多的關注和支援，給予了anytao巨大的鼓勵和動力。俱往昔，我發現很多的園友都把目光和焦點注意在如何理解IL代碼這個問題上。對我來說，這真是個莫大的好訊息，因為很明顯我們的思路慢慢的從應用向底層發生著轉變，技巧性的東西是一個方面的積累，底層的探索在我認為也是必不可少的修鍊。如果我們選擇了來關注這項修鍊，那麼我們就應該選擇如何來著手這項修鍊，首先關注anytao的『你必須知道的.NET』系列可以給你提供一個捷徑，少花一些功夫；其次對大師級的作品也應有更深入的瞭解，如《Applied Microsoft .NET Framework Programming》、《.NET本質論》；再次，就是像我一樣從部落格園和MSDN的知識庫中不斷的成長。呵呵，除了給自己做了個廣告之外，我認為不管是何種途徑，瞭解和認識IL代碼，對於我們更深刻的理解.NET和.NET應用之上的本質絕對有不一樣的收穫，這也就是本文研究和分享的理由。

　　 那麼，我們要瞭解IL代碼，就要知道瞭解IL的好處，時間對每個程式設計師來說都是寶貴的，你必須清楚自己投資的價值再決定投入的資本。對於.NET程式員來說，IL代碼意味著：

　　·　　　　　　 通用的語言基礎是.NET啟動並執行基礎，當我們對程式啟動並執行結果有異議的時候，如何透過本質看錶面，需要我們從本質入手來探索，這時IL是你必須知道的基礎；

　　·　　　　　　 中繼資料和IL語言是CLR的基礎，瞭解必要的中繼語言是深入認識CLR的捷徑；

　　·　　　　　　 大量的案例分析是以IL來揭密的，因此瞭解IL是讀懂他人代碼的必備基礎，可以給自己更多收穫。

 

　　 很明顯這些優越性足以誘惑我們花時間和精力涉獵其中。然而，瞭解了IL的好處，並不意味著我們應該過分的來關注IL，有人甚至可以洋洋洒洒的寫一堆IL代碼來實現一個簡單Hello world程式，但是正如我們知道的那樣，程式設計已經走過了幾十年的發展，如果純粹的陶醉在曆史中，除了腦子不好，沒有其他的解釋。不然看見任何代碼都以IL的角度來分析，又將走進另一個誤區，我們的宗旨是追求但不過分。

　　 因此，有了上述了應該瞭解的理由和不應該過分的基準，在擺正心態的前提下，本文開始以作者認為的方式來展開對IL代碼的認識，作者期望通過本文的闡述與分析使得大家都能對IL有個概觀之解，並在平時的項目實踐中使用這種方法通過瞭解自己的代碼來瞭解.NET。我想，這種方法應該是值得提倡和發揮的最佳實務，不知你信不信呢？呵呵。

　　2. 使用工具

　　 俗話說，工欲善其事，必先利其器。IL的器主要就是ILadsm.exe和reflector.exe，這兩個工具都是瞭解IL的基礎，其原理都是通過反射機制來查看IL代碼。

　　·　　　　　　 ILadsm.exe

　　 開啟.NET Framework SKD 命令提示行，輸入ildasm斷行符號即可開啟，：

　　

　　是我們熟悉的《第十三回：從Hello, world開始認識IL》中的樣本，其中的樹形符號代表的意思，可以從MSDN的一張經典協助樣本來解釋，如所示：

 

　　（圖表來源：MSDN）

　　·　　　

　　 Reflector是Lutz Roeder開發的一個讓人興奮的反編譯利器，目前的版本是Version 5.0.35.0，可以支援.NET3.0，其功能也相當強大，在使用上也較ILDASM更加靈活，：

　　可以方便的反編譯為IL、C#、VB、Delphi等多種語言，是深入瞭解IL的最佳利器。

　　 在本文中我們以最簡單的ILadsm.exe為說明工具。

　　3. 分析結構

　　 分析IL結構，就參閱《第十三回：從Hello, world開始認識IL》　，已經有了大致的介紹，在此不需要進行過多的筆墨，實際上IL的本身的結構也不是很複雜，瞭解了大致的體系即可。

　　4. 解析常用命令

　　 我們在瞭解了IL檔案結構的基礎上，通過學習常用的IL命令，就可以基本上對IL達到了瞭解不過分的標準，因此對IL常用命令的分析就是本文的重點和要點。我們通過對常用命令的解釋、樣本與分析，逐步瞭解你陌生的語言世界原來也很簡單。

　　 IL指令集包括了基礎指令集和物件模型指令集大概有近200多個，對我們來說消化這麼多的陌生指令顯然不是明智的辦法，就行進階語言的關鍵字一樣，我們只取其一瓢獨飲，抓大放小的革命傳統同樣是有效學習辦法，詳細的指令集解釋請下載[MSIL指令速查手冊]。

　　4.1 newobj和initobj

　　 newobj和intiobj指令就像兩個兄弟，常常讓我們迷惑在其然而不知其所以然，雖然認識但是不怎樣清楚，這種感覺很鬱悶，下面就讓我們看看他們的究竟：

　　代碼引入

 

　　指令說明

　　圖片看不清楚？請點擊這裡查看原圖（大圖）。

　　深入分析

　　從上面的代碼中，我們可以得出那些值得推敲的結論呢？

　　MSDN給出的解釋是：newobj用於分配和初始化對象；而initobj用於初始化實值型別。

　　那麼newobj又是如何分配記憶體，完成對象初始化；而initobj又如何完成對實值型別的初始化呢？

　　顯然，關於newobj指令，在《第五回：深入淺出關鍵字---把new說透》中，已經有了一定的介紹，簡單說來關於newobj我們有如下結論：

　　·　　　　　　 從託管堆分配指定類型所需要的全部記憶體空間。

　　·　　　　　　 在調用執行建構函式初始化之前，首先初始化對象附加成員：一個是指向該類型方法表的指標；一個是SyncBlockIndex，用於進行線程同步。所有的對象都包含這兩個附加成員，用於管理對象。

　　·　　　　　　 最後才是調用建構函式ctor，進行初始化操作。並返回建立對象的引用地址。

　　而initobj的作用又可以小結為：

　　·　　　　　　 構造新的實值型別，完成實值型別初始化。值得關注的是，這種構造不需要調用實值型別的建構函式。具體的執行過程呢？以上例來說，initobj MyStruct的執行結果是，將MyStruct中的參考型別初時化為null，而基元類型則置為0。

　　因此，實值型別的初始化可以是：

//initobj方式初始化實值型別

initobj　　　 Anytao.net.My_Must_net.IL.MyStruct

 

　　同時，也可以直接顯示調用建構函式來完成初始化，具體為

　　　　 MyStruct ms = new MyStruct(123);

　　 對應於IL則是對建構函式cto的調用。

//調用建構函式方式初始化實值型別

call　　　　　　 instance void Anytao.net.My_Must_net.IL.MyStruct::.ctor(int32)

　　·　　　　　　 Initobj還用於完成設定對指定儲存單元的指標置空（null）。這一操作雖不常見，但是應該引起注意。

　　由此可見，newobj和initobj，都具有完成執行個體初始化的功能，但是針對的類型不同，執行的過程有異。其區別主要包括：

　　·　　　　　　 newobj用於分配和初始化對象；而initobj用於初始化實值型別。因此，可以說，newobj在堆中分配記憶體，並完成初始化；而initobj則是對棧上已經分配好的記憶體，進行初始化即可，因此實值型別在編譯期已經在棧上分配好了記憶體。

　　·　　　　　　 newobj在初始化過程中會調用建構函式；而initobj不會調用建構函式，而是直接對執行個體置空。

　　·　　　　　　 newobj有記憶體配置的過程；而initobj則只完成資料初始化操作。

　　關於對象的建立，還有其他的情況值得注意，例如：

　　·　　　　　　 Newarr指令用來建立一維從零起始的數組；而多維或非從零起始的一維數組，則仍由newobj指令建立。

　　·　　　　　　 String類型的建立由ldstr指令來完成，具體的討論我們在下文來展開。

　　4.2 call、callvirt和calli

　　call、callvirt和calli指令用於完成方法調用，這些正是我們在IL中再熟悉不過的幾個朋友。那麼，同樣是作為方法調用，這幾位又有何區別呢？我們首先對其做以概括性的描述，再來通過代碼與執行個體，進入深入分析層面。

 

　　·　　　　　　 call使用靜態調度，也就是根據參考型別的靜態類型來調度方法。

　　·　　　　　　 callvirt使用虛擬調度，也就是根據參考型別的動態類型來調度方法；

　　·　　　　　　 calli又稱間接調用，是通過函數指標來執行方法調用；對應的直接調用當然就是前面的：call和callvirt。

　　然而，雖然有以上的通用性結論，但是對於call和callvirt不可一概而論。call在某種情況下可以調用虛方法，而callvirt也可以調用非虛方法。具體的分析我們在以後的文章中來展開，暫不做過多分析。　　　

　　5. 結論

　　 本文從幾個重點的IL指令開始，力求通過對比性的分析和深入來逐步揭開IL的神秘與迷惑，正如我們在開始強調的那樣，本文只是個開始也許也是個階段，對IL的探求正如我自己的腳步一樣，也在繼續著，為的是在.NET的技術世界能夠有更多的領悟。作者期望通過不斷的努力逐漸和大家一起從IL世界探求.NET世界，在以後的討論中我們間或的繼續這個主題的不斷成長。