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c# - 虚拟泛型方法调用是如何实现的？

coder 2024-05-19 原文

我对 CLR 如何实现这样的调用很感兴趣:

abstract class A {
    public abstract void Foo<T, U, V>();
}

A a = ...
a.Foo<int, string, decimal>(); // <=== ?

此调用是否会导致某种散列映射查找，通过类型参数标记作为键并编译泛型方法特化(一个用于所有引用类型，不同代码用于所有值类型)作为值？

最佳答案

我没有找到太多关于这个的确切信息，所以这个答案的大部分是基于 excellent paper on .Net generics from 2001 (甚至在 .Net 1.0 出现之前!)，a follow-up paper 中的一个简短说明以及我从 SSCLI v. 2.0 source code 收集到的信息(尽管我无法找到调用虚拟泛型方法的确切代码)。

让我们从简单的开始:如何调用非泛型非虚拟方法？通过直接调用方法代码，所以编译后的代码包含直接地址。编译器从方法表中获取方法地址(见下一段)。能这么简单吗？嗯，差不多。方法是 JITed 的事实使它变得有点复杂:实际调用的是编译方法的代码，如果尚未编译，则只执行它；或者它是一条直接调用编译代码的指令，如果它已经存在的话。我将在后面忽略这个细节。

现在，如何调用非泛型虚方法？类似于 C++ 等语言中的多态性，可以从 this 访问一个方法表。指针(引用)。每个派生类都有自己的方法表及其方法。因此，要调用虚拟方法，请获取对 this 的引用(作为参数传入)，从那里获取对方法表的引用，查看其中的正确条目(条目号对于特定函数是常量)并调用条目指向的代码。通过接口(interface)调用方法稍微复杂一些，但现在对我们来说并不有趣。

现在我们需要了解代码共享。如果类型参数中的引用类型对应于任何其他引用类型，并且值类型完全相同，则代码可以在同一方法的两个“实例”之间共享。所以，例如 C<string>.M<int>()与 C<object>.M<int>() 共享代码, 但不是 C<string>.M<byte>() .类型类型参数和方法类型参数之间没有区别。 (2001 年的原始论文提到，当两个参数都是 struct 且布局相同时，代码也可以共享，但我不确定在实际实现中是否如此。)

让我们在通向泛型方法的道路上迈出一个中间步骤:泛型类型中的非泛型方法。由于代码共享，我们需要从某处获取类型参数(例如，调用 new T[] 之类的代码)。出于这个原因，泛型类型的每个实例化(例如 C<string> 和 C<object> )都有自己的类型句柄，其中包含类型参数和方法表。普通方法可以从 MethodTable 访问此类型句柄(技术上称为 this 的结构令人困惑，即使它包含的不仅仅是方法表)引用。有两种类型的方法不能这样做:静态方法和值类型的方法。对于那些，类型句柄作为隐藏参数传入。

对于非虚拟泛型方法，类型句柄是不够的，所以他们得到不同的隐藏参数，MethodDesc ，其中包含类型参数。此外，编译器无法将实例化存储在普通方法表中，因为它是静态的。因此，它为泛型方法创建了第二个不同的方法表，该方法表由类型参数索引，并从那里获取方法地址(如果它已经存在且具有兼容的类型参数)，或者创建一个新条目。

虚拟泛型方法现在很简单:编译器不知 Prop 体类型，所以它必须在运行时使用方法表。而普通的方法表是用不上的，只好到专用方法表中寻找泛型方法。当然，包含类型参数的隐藏参数仍然存在。

在研究这个过程中学到的一个有趣的花絮:因为 JITer 非常懒惰，下面的(完全没用的)代码有效:

object Lift<T>(int count) where T : new()
{
    if (count == 0)
        return new T();

    return Lift<List<T>>(count - 1);
}

等效的 C++ 代码导致编译器因堆栈溢出而放弃。

关于c# - 虚拟泛型方法调用是如何实现的？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/6573557/

c#虚拟code的section.netclr

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