CLR via C# 读书笔记1-4

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运行程序集代码

托管程序集由 metadata 和 IL 组成，IL 是一种不依赖 CPU 的机器语言，相对大多数的 CPU 机器语言来说，它属于高级语言。它可以建立/初始化对象，调用虚拟方法，直接操作数组，甚至进行错误捕获等，你可以把它看作一种面向对象的机器语言。
IL 与其他机器语言一样可以被写成程序集语言 (assembly language)，Microsoft 提供了两个工具 ILAsm.exe，ILDasm.exe。
需要记住的是所有高级语言只提供了 CLR 机能的一个子集，而 IL 程序集语言能提供所有 CLR 的机能。所以如果你选择的语言缺失部分 CLR 的机能（而这部分机能又是你需要的）情况下，你可以使用IL 程序集语言或者其他支持该 CLR 的机能语言。
运行一个方法的时候， IL 必须先转换成本地 CPU 指令，这是由 CLR 的 JIT (just-in-time) 编译器完成的。图1-4 显示了首次调用一个方法的情形。
在 Main 方法调用前， CLR 检测出所有被主代码参照的类型，并为这些类型分配一块内部数据结构，以此管理对这些类型的调用。在图 1-4 中 Main 方法参照了一个类型： Console，相应的 CLR 分配了一个内部数据结构。 这个内部数据结构包含了Console 类型所有方法的入口列表，每个入口条目都记录了相应方法的实现地址。当初始化这个结构时， CLR 设定每个入口条目到一个 CLR 自身内部的未归档的方法（这个方法可称之为 JITCompiler）。当 Main 函数首次调用 WriteLine，JITCompiler 介入负责把这个方法的 IL 代码转换为本地 CPU 指令。

一经调用，JITCompiler 就把这些信息记录在案（前文提到的由CLR 建立的内部数据结构中），再次调用时就可以直接返回编译过的实现代码地址。
如图 1-5 显示了再次调用 WriteLine 的情形：

这就是首次调用较慢，后续调用快的由来（后续调用不需要JITCompiler再次解析）。由于 JIT 编译器把生成的本地 CPU 指令存在内存中，所以程序终止后这些信息会被销毁。所以当一个程序在关闭后再次执行，JIT 编译器又需要再次解析每个被调用的方法。
另外你需要知道 CLR 的 JIT 编译器可以像非托管的C++编译器一样优化本地代码，优化后的代码具有更好的运行效率，当然优化本身会花费一些时间。
C# 编译器有两个编译开关： /optimize 和 /debug，下表列出了这些开关对生成 IL 代码的影响，以及对JIT compiler 生成本地代码的质量。

编译开关设定C# IL 代码质量JIT 本地代码质量
/optimize- /debug-
(默认值)		未优化优化
/optimize- /debug(+/full/pdbonly)未优化未优化
/optimize+ /debug(-/+/full/pdbonly)优化优化


使用 /optimize-，未优化的 IL 包含了许多空(NOP) 以及跳转到下一行代码的分支，这些用来帮助 Visual Studio 在调试时支持 edit-and-continue 机能；而如果生成的是优化后的 IL 代码，将无法实现单步调试等机能，当然这时的 IL 代码更小更容易被人读懂。

另外仅当你 使用了/debug(+/full/pdbonly) 开关的时候，Program Database (PDB) 文件才会被生成。这个文件被用来帮助调试器找到本地变量并在 IL 指令与原代码建立映射。/debug:full 会让 JIT 编译器追踪每条由IL指令转换而来的本地代码，它让你可以使用 just-in-time 调试器来连接到一个已经运行的进程上。如果没有指定 /debug:full 开关不会去追踪并因此效率会高一些，占用的内存也少一些。当你使用Visual Studio调试器启动一个进程的时候，它将强制 JIT 编译器启动追踪 (无视 /debug 开关设定)，除非你在Visual Studio中关闭Suppress JIT Optimization On Module Load (Managed Only) 选项。
托管程序的源代码需要编译，执行时又需要的解析，这导致许多有 C/C++ 背景的人怀疑其效率。实际上运行效率确实会受到影响，但这影响远比想象的要小，而且有时托管代码甚至能跑赢非托管程序。这有多方面的原因，比如：JIT 编译器实时解析 IL 代码，它能够获知更多运行时的系统情况。以下是托管代码胜过非托管程序的场景：
■ JIT 编译器可以判断应用程序是否运行在 Intel Pentium 4 CPU 上并利用 Pentium 4 集成的特殊指令。而非托管程序以最低/最通用的 CPU 为目标环境来编译，无法应用到这些特殊指令。

■ JIT 编译器能检测出哪些判断总是假的，比如以下判断：
if (numberOfCPUs > 1) {
...
}
这段代码在一台仅有1个CPU的机器上运行，经过 JIT 编译器处理后不生成任何 CPU 指令。
■ 程序运行时，CLR 能对代码的执行进行性能分析，并重新编译 IL 为本地代码。重新编译将根据已知的执行效率减少不正确的分支。当前版本的 CLR 尚未支持此功能，但今后可能会。
如果你遇到执行效率低下的情况，你可以使用.NET Framework SDK 中的 NGen.exe 工具。这个工具把一个程序集的所有 IL 代码编译为本地代码并存到一个文件中。运行程序，当程序集载入时 CLR 自动检查该程序集是否存在已编译的版本，如果存在 CLR 载入这些已编译代码（即：略过了实时编译）。需要注意的是 NGen.exe 必须对实际运行环境采用较保守的策略，换句话说它无法像JIT 编译器那样生成高优化率的代码。
另外你可以采用 System.Runtime.ProfileOptimization 类，在程序运行的时候来记录哪些方法被 JIT 编译了。下次再次启动你的程序时 JIT 编译器会在另外一个线程上同时编译这些方法（前提是你跑在多核CPU的机器上），从而使你的程序跑得更快。

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To participate in a brief online survey, please visit microsoft. com/learning/booksurvey Combining Modules to Form an Assembly 45 Adding Assemblies to a Project by Using the Visual Studio IDE.51 Using the assembly Linker Adding Resource Files to an Assembly 53 Assembly Version Resource Information .54 Version numbers ..58 Culture Simple Application Deployment(Privately deployed Assemblies)...60 Simple Administrative Control(Configuration) 62 Chapter 3 Shared Assemblies and Strongly Named Assemblies 65 Two Kinds of Assemblies, Two Kinds of Deployment 66 Giving an Assembly a Strong Name 67 The global Assembly Cache 72 Building an Assembly That References a Strongly Named Assembly..74 Strongly named assemblies are tamper-Resistant 75 Delayed Signing Privately Deploying Strongly Named Assemblies How the Runtime Resolves Type References 80 Advanced Administrative Control( Configuration) 83 Publisher Policy control 86 PART I DESIGNING TYPES Chapter 4 Type Fundamentals 91 All Types Are Derived from System Object .91 Casting Between Types 93 Casting with the C# is and as Operators Namespaces and assemblies 97 How Things relate at Run time .101 Chapter 5 Primitive, Reference, and Value Types 111 Programming Language Primitive Types 111 Checked and Unchecked Primitive Type Operations 115 Reference Types and value Types 118 Boxing and Unboxing Value Types 124 Changing Fields in a Boxed Value Type by Using Interfaces and Why You Shouldnt Do This) 136 Object Equality and Identity 139 Object hash Codes .142 The dynamic Primitive Type ......144 Chapter 6 Type and member Basics 151 The Different Kinds of Type Members .151 Type visibilit 154 Friend assemblies 154 Member accessibility .156 Static Classes ...158 Partial Classes, Structures, and Interfaces .159 Components, Polymorphism, and Versioning 160 How the CLR Calls Virtual Methods, Properties, and Events 162 Using Type Visibility and Member Accessibility Intelligently...166 Dealing with Virtual Methods When Versioning Types 16 Chapter 7 Constants and Fields 175 Constants 175 Fⅰe|ds ...177 Chapter 8 Methods 181 Instance Constructors and Classes(Reference Types) 181 Instance Constructors and Structures(Value Types) 184 Type Constructors 187 Contents x Operator Overload Methods 191 Operators and Programming Language Interoperability 193 Conversion Operator Methods 195 Extension method 198 Rules and guidelines ....,200 Extending Various Types with Extension Methods 201 The Extension Attribute 203 Partial Methods 204 Rules and guidelines 207 Chapter 9 Parameters 209 Optional and Named Parameters 209 Rules and guidelines 210 The defaultParameter value and optional Attributes 212 Implicitly Typed Local Variabl 212 Passing parameters by reference to a Method 214 Passing a variable Number of arguments to a Method 220 Parameter and Return Type Guidelines 223 Const-nes 224 Chapter 10 Properties 227 Parameterless Properties 227 Automatically Implemented Properties 231 Defining Properties Intelligently 232 Object and collection Initializers 235 Anonymous Type .237 The System. Tuple type 240 Parameterful Properties 242 The performance of calling property accessor Methods 247 Property Accessor Accessibility 248 Generic prop A roperty Access 248 立即下载

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