为什么 C# 编译器生成方法调用来调用 IL 中的 BaseClass 方法

本文关键字：调用 方法 IL 中的 BaseClass 为什么 编译器 | 更新日期: 2023-09-27 18:31:30

假设我们在 C# 中有以下示例代码：

class BaseClass
  {
    public virtual void HelloWorld()
    {
      Console.WriteLine("Hello Tarik");
    }
  }
  class DerivedClass : BaseClass
  {
    public override void HelloWorld()
    {
      base.HelloWorld();
    }
  }
  class Program
  {
    static void Main(string[] args)
    {
      DerivedClass derived = new DerivedClass();
      derived.HelloWorld();
    }
  }

当我输入以下代码时：

.method private hidebysig static void  Main(string[] args) cil managed
{
  .entrypoint
  // Code size       15 (0xf)
  .maxstack  1
  .locals init ([0] class EnumReflection.DerivedClass derived)
  IL_0000:  nop
  IL_0001:  newobj     instance void EnumReflection.DerivedClass::.ctor()
  IL_0006:  stloc.0
  IL_0007:  ldloc.0
  IL_0008:  callvirt   instance void EnumReflection.BaseClass::HelloWorld()
  IL_000d:  nop
  IL_000e:  ret
} // end of method Program::Main

但是，csc.exe转换derived.HelloWorld();--> callvirt instance void EnumReflection.BaseClass::HelloWorld() 。为什么？我没有在Main方法的任何地方提到BaseClass。

而且，如果它调用BaseClass::HelloWorld()那么我希望call而不是callvirt因为它看起来直接调用BaseClass::HelloWorld()方法。

为什么 C# 编译器生成方法调用来调用 IL 中的 BaseClass 方法

调用将转到 BaseClass：：HelloWorld，因为 BaseClass 是定义方法的类。 虚拟调度在 C# 中的工作方式是在基类上调用该方法，虚拟调度系统负责确保调用方法的最派生重写。

埃里克·利珀特（Eric Lippert）的这个答案非常有用：https://stackoverflow.com/a/5308369/385844

正如他关于该主题的博客系列一样：http://blogs.msdn.com/b/ericlippert/archive/tags/virtual+dispatch/

你知道为什么这样实现吗？如果它直接调用派生类 ToString 方法会发生什么？乍一看，这种方式对我来说并没有多大意义......

之所以以这种方式实现，是因为编译器不跟踪对象的运行时类型，只跟踪其引用的编译时类型。 使用您发布的代码，很容易看出调用将转到该方法的 DerivedClass 实现。 但是假设derived变量是这样初始化的：

Derived derived = GetDerived();

GetDerived()可能会返回 StillMoreDerived 的实例。 如果StillMoreDerived（或继承链中 Derived 和 StillMoreDerived 之间的任何类）重写该方法，则调用该方法的Derived实现是不正确的。

通过静态分析找到变量可以保存的所有可能值就是解决停止问题。 对于 .NET 程序集，问题甚至更糟，因为程序集可能不是完整的程序。 因此，编译器可以合理地证明derived不持有对更多派生对象（或 null 引用）的引用的情况数量会很少。

添加此逻辑以便它可以发出call而不是callvirt指令需要多少费用？ 毫无疑问，成本将远远高于由此产生的小收益。

考虑这个问题的方法是，虚拟方法定义一个可以在运行时放入方法的"槽"。当我们发出 callvirt 指令时，我们说的是"在运行时，查看此插槽中的内容并调用它"。

槽由有关声明虚拟方法的类型的方法信息标识，而不是由重写它

的类型标识。向

派生方法发出 callvirt 是完全合法的;运行时将意识到派生方法与基方法的插槽相同，结果将完全相同。但从来没有任何理由这样做。如果我们通过识别声明该插槽的类型来识别插槽，则会更清楚。

请注意，即使您将DerivedClass声明为 sealed，也会发生这种情况。

C# 使用 callvirt 运算符调用任何实例方法（virtual 或 not），以自动获取对象引用的 null 检查 - 在调用方法时引发NullReferenceException。否则，只有在第一次实际使用方法中类的任何实例成员时才会引发NullReferenceException，这可能会令人惊讶。如果未使用实例成员，则该方法实际上可以成功完成，而不会引发异常。

您还应该记住，IL 不是直接执行的。它首先由 JIT 编译器编译为本机指令 - 根据是否调试进程执行许多优化。我发现 CLR 2.0 的 x86 JIT 内联了一个非虚拟方法，但称为虚拟方法 - 它也内联了Console.WriteLine！

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