.NET Emit 入門教程:第六部分:IL 指令:6:詳解 ILGenerator 指令方法:方法調用指令

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本文探討了.NET Emit 入門教程的第六部分,聚焦於ILGenerator中的方法調用指令。通過詳細分析 ILGenerator 的使用方法和方法調用指令,讀者可以更深入地瞭解.NET平臺下動態生成代碼的實現機制。通過本文的閱讀,讀者可以更加熟練地使用 ILGenerator 來動態生成高效、靈... ...


前言:

經過前面幾篇的學習,我們瞭解到指令的大概分類,如:

參數載入指令,該載入指令以 Ld 開頭,將參數載入到棧中,以便於後續執行操作命令。

參數存儲指令,其指令以 St 開頭,將棧中的數據,存儲到指定的變數中,以方便後續使用。

創建實例指令,其指令以 New 開頭,用於在運行時動態生成並初始化對象。

本篇介紹方法調用指令,該指令以 Call 開頭,用於在運行時調用其它方法。

方法調用指令介紹:

在.NET Emit 中,方法調用指令是一種關鍵的操作,它允許我們在運行時動態地調用各種方法。

這些指令提供了一種靈活的方式,可以在程式執行期間創建、修改和調用方法,從而實現了動態代碼生成和操作的功能。

方法調用指令包括了一系列不同的操作碼,每個操作碼都代表了一種不同的調用方式,比如調用實例方法、靜態方法或委托。

通過理解和應用這些方法調用指令,我們可以實現諸如動態代理、AOP(面向切麵編程)、方法重寫等高級功能,從而擴展了.NET平臺的能力和靈活性。

在本文中,我們將深入探討ILGenerator 指令方法中與方法調用相關的內容,包括不同調用指令的詳細解釋、示例和實踐應用場景。

1、常用指令:Call 指令及 Callvirt 指令

以下是兩種常見的方法調用指令及其詳細說明:

  1. Call 指令:

    • 作用:用於調用靜態方法、實例方法以及基類的虛擬方法
    • 使用方法:需要提供方法的簽名和目標對象(如果是實例方法)。
    • 示例:
      // 調用靜態方法
      IL.Emit(OpCodes.Call, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }));
      
      // 調用實例方法
      IL.Emit(OpCodes.Call, typeof(MyClass).GetMethod("InstanceMethod"));
  2. Callvirt 指令:

    • 作用:用於調用虛方法,會在運行時根據對象的實際類型進行分派。
    • 使用方法:需要提供方法的簽名,調用時會自動獲取對象的類型。
    • 示例:
      // 調用虛方法
      IL.Emit(OpCodes.Callvirt, typeof(BaseClass).GetMethod("VirtualMethod"));

這些指令提供了靈活的方法調用功能,可以在動態生成的代碼中使用,也可以用於實現諸如反射、AOP等功能。

通過深入理解這些指令的工作原理和使用方法,我們可以更加靈活地操作.NET平臺上的方法調用行為。

2、Call 指令和 Callvirt 指令的區別:

在面向對象的編程語言中,"Call" 和 "CallVirt" 通常用於描述方法(函數)的調用方式,它們之間的區別在於是否進行虛擬方法調用(Virtual Method Invocation)。

  1. Call(直接調用):當使用 "Call" 調用方法時,編譯器會在編譯時確定要調用的方法,這意味著它會直接調用指定類的方法,而不考慮實際運行時對象的類型。這種方式通常用於非虛方法(non-virtual method)或靜態方法(static method),因為這些方法在編譯時就已經確定了調用的目標。

  2. CallVirt(虛擬方法調用):而當使用 "CallVirt" 調用方法時,編譯器會生成一段代碼,在運行時根據實際對象的類型來確定要調用的方法。這意味著即使在編譯時使用的是基類的引用或指針,但在運行時實際上調用的是子類的方法(如果子類重寫了該方法)。這種方式通常用於虛方法(virtual method),以實現多態性(polymorphism)。

總的來說,"Call" 是在編譯時確定調用的方法,而 "CallVirt" 則是在運行時根據對象的實際類型確定調用的方法,從而實現了多態性。

使用及其性能說明:

在多數實例方法的調用,使用 Call 方法調用,會有更優的性能(實例方法時:它減少了對象的Null檢查與虛方法重寫的尋找)。

3、輔助方法:EmitCall

看一下說明:

從參數的說明中,可以看出,它提供了基於Call、Callvirt、Newobj 三類指令的封裝調用。

在使用過程中,對使用者容易造成混亂,代碼也不美觀,可以無視它。

4、方法指針(委托)調用:Calli 指令

在C#語法中,除了 unsafe 方法可以操作指針外,其它涉及指針(引用地址)的被封裝後提供給使用的安全類型只有 ref、out、委托。

而涉及調用的只有委托,因此,下麵來一個調用委托的示例代碼:

單獨的使用 Emit 的Calli 指令無法直接調用委托方法,我們需要使用它封裝的輔助方法來使用。

看一下說明:

該方法提供基於 Calli 指令的封裝,提供針對委托的調用,下麵看一組示例代碼。

調用示例:

 public static void PrintHello()
 {
     Console.WriteLine("Hello, world!");
 }

//......

ILGenerator il = methodBuilder.GetILGenerator();

// 載入一個委托實例到棧上
il.Emit(OpCodes.Ldftn, typeof(AssMethodIL_Call).GetMethod("PrintHello"));
// 使用 Calli 指令調用委托所指向的方法
il.EmitCalli(OpCodes.Calli, CallingConventions.Standard, typeof(void), null, null);
il.Emit(OpCodes.Ret);     // 返回該值

生成的對照代碼:

有點偏離我們理解的代碼了,好在它能正常執行。

我們在動態方法中運行它:

說明:

Ldftn 指令:Load Function 的簡寫,載入方法的引用地址。 

總結:

本文探討了.NET Emit 入門教程的第六部分,聚焦於ILGenerator中的方法調用指令。

通過詳細分析 ILGenerator 的使用方法和方法調用指令,讀者可以更深入地瞭解.NET平臺下動態生成代碼的實現機制。

通過本文的閱讀,讀者可以更加熟練地使用 ILGenerator 來動態生成高效、靈活的代碼,為.NET應用程式的開發和優化提供更多可能性。

下一篇,我們繼續探討其它 IL 指令。

版權聲明:本文原創發表於 博客園,作者為 路過秋天 本文歡迎轉載,但未經作者同意必須保留此段聲明,且在文章頁面明顯位置給出原文連接,否則視為侵權。
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