NET框架程序設(shè)計(jì)讀書筆記（三）--執(zhí)行程序集代碼

2024-07-21 02:17:13

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供稿：網(wǎng)友

1.4執(zhí)行程序集代碼

托管模塊中包含著元數(shù)據(jù)和il代碼。il是由微軟在咨詢了一些商業(yè)和學(xué)術(shù)上的語言編譯器作者之后開發(fā)的一種獨(dú)立于cpu的機(jī)器語言。il要比大多數(shù)cpu機(jī)器語言高級得多，它可以理解對象類型，并且擁有很多高級的指令，這些指令可以創(chuàng)建和初始化對象，調(diào)用對像上的虛方法以直接操作數(shù)組元素。它甚至還有拋出和捕獲異常的指令。我們可以把il視作一種面向?qū)ο竦臋C(jī)器語言。

通常情況上，開發(fā)人員會使用一門高級語言，比如：c#或visual basic)。這些語言的編譯器産的將是il代碼。當(dāng)然，我們也可以直接以匯編語言的方法寫il程序。微軟也提供了一個il匯編器：ilasm.exe,另外還有一個反匯編器：ilddsm.exe 。

c# 或者visual basic 等高級語言提供的都只是clr全部功能的一個子集。 il匯編語言允許開發(fā)人員獲取clr所有的功能。

總結(jié)il的特點(diǎn)如下：

1、面向?qū)ο裉匦裕c其他匯編不同。

2、il可以獲取clr所有的功能

3、il并不束縛于任何特定的cpu平臺，也就是說他也可以夸平臺。

.net程序執(zhí)行過程如下：

1 一個方法執(zhí)行之前，clr首先檢測main中代碼引用的所有類型，clr會分配一個內(nèi)部的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于管理對所引用類型的訪問。

2、當(dāng)該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被初始化時，clr將把每一個條目設(shè)置為clr內(nèi)部的一個沒有正式記錄的函數(shù)，我們暫且稱該函數(shù)為 jitcompiler。

3、當(dāng)main方法第一次調(diào)用引用的類型的方法成員時，jitcompiler函數(shù)將被調(diào)用，該函數(shù)負(fù)責(zé)將一個方法的il代碼編譯成本地cpu指令。

1、 jitcompiler將前面第2步的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的要調(diào)用的真實(shí)方法的地址替換成包含剛剛編譯好的cpu指令的內(nèi)存塊地址。

2、 jitcompiler跳轉(zhuǎn)到該內(nèi)存塊中的代碼上，開始執(zhí)行。

注意：一個類型的所有方法只會編譯一次，當(dāng)這個類型的方法又被調(diào)用時，將會使用之前已經(jīng)編譯過的代碼，這樣只有在首次調(diào)用時，才會產(chǎn)生性能損失。

也就是說托管代碼跟非托管代碼相比，性能上的損失是非常小的，近乎微不足道。

托管代碼在性能上的優(yōu)點(diǎn)：

1、在新型的如奔4cpu上，jit編譯器能產(chǎn)生利用新型cpu提供的特殊指令的本地代碼。而非托管應(yīng)用程序通常被編譯為向具有最小通用功能集合的cpu平臺，一般會避免使用新型cpu提供的特殊指令。而這些特殊指令往往會在較新的cpu上為應(yīng)用程序帶來很高的性能提升中。

2、 jit編譯器能檢測到正在運(yùn)行的機(jī)器上某些總是返回錯誤的布爾測試。例如：

if(numberofcpus>1)

{

}

如果宿主機(jī)器只有一個cpu，那么對于該段代碼，jit編譯器將不會產(chǎn)生任何cpu指令。針對宿主機(jī)器的本地代碼鶁會得到更好的調(diào)整：代碼量將變得更小，執(zhí)行速度也會更快。

當(dāng)然，我們可以利用ngen.exe工具，將il代碼轉(zhuǎn)化為本地代碼，并生成一個文件，這樣執(zhí)行程序時，clr將自動檢查是否有個預(yù)編譯的版本存在，如果存在，clr將加載預(yù)編譯的代碼，不需要額外的運(yùn)行時編譯。

1.4.1 il與代碼驗(yàn)證

1、 il是一種基于堆棧的語言

2、 il沒有提供操作寄存器的指令，開發(fā)人員可以很容易地產(chǎn)生il代碼。

3、 il需要的指令也比較少。

4、 il指令是無類型的。

5、 il對cpu實(shí)現(xiàn)了抽象。

il的最大優(yōu)點(diǎn)是：提高了應(yīng)用程序的健壯性，當(dāng)il代碼被編譯為本地cpu指令時，clr將執(zhí)行一個稱作驗(yàn)證的過程。

驗(yàn)證過程檢查高級il代碼，確保它做的每件事情都是“安全”的。以下是檢驗(yàn)的一些條目：

1、不能從未初始化的內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)。

2、每個方法都必須傳入正確的參數(shù)個數(shù)，且各個參數(shù)的類型要正確匹配。

3、每個方法的返回值都必須被正確地使用。

4、每個方法都必須有一個返回語句

。。。。

如果驗(yàn)證不通過，將有一個system.security.verificationexception異常被拋出，阻止方法繼續(xù)執(zhí)行。

驗(yàn)證的優(yōu)點(diǎn)：

通過驗(yàn)證的代碼，我們可以確保它們不會訪問它們不應(yīng)該訪問的的內(nèi)存，因此也就不會干擾另一個應(yīng)用程序的代碼。這意味著我們可以在一個單獨(dú)的windows虛擬地址空間內(nèi)運(yùn)行多個托管應(yīng)用程序。

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