可以检查核心 C# 功能的内部

本文关键字：功能 内部 核心 检查 | 更新日期: 2023-09-27 18:36:10

我今天被打动了，倾向于比较Buffer.BlockCopy和Array.CopyTo.的内脏，我很好奇Array.CopyTo是否在幕后被称为Buffer.BlockCopy。 这背后没有任何实际目的，我只是想进一步了解 C# 语言及其实现方式。 不要跳枪指责我微优化，但你可以指责我好奇！

当我在mscorlib上运行ILdasm时.dll我收到了这个Array.CopyTo 

.method public hidebysig newslot virtual final 
    instance void  CopyTo(class System.Array 'array',
                          int32 index) cil managed
{
  // Code size       0 (0x0)
} // end of method Array::CopyTo

这是为了Buffer.BlockCopy 

.method public hidebysig static void  BlockCopy(class System.Array src,
                                            int32 srcOffset,
                                            class System.Array dst,
                                            int32 dstOffset,
                                            int32 count) cil managed internalcall
{
  .custom instance void System.Security.SecuritySafeCriticalAttribute::.ctor() = ( 01 00 00 00 ) 
} // end of method Buffer::BlockCopy

坦率地说，这让我感到困惑。 我从来没有在我不是创建的dll/exe上运行过ILdasm。 这是否意味着我将无法看到这些功能是如何实现的？ 四处搜索只发现了一个堆栈溢出的问题，Marc Gravell 说

[ Buffer.BlockCopy ] 基本上是原始内存副本的包装器

虽然很有见地，但它并不能回答我的问题，如果Array.CopyTo打电话给Buffer.BlockCopy. 我特别感兴趣的是，我是否能够看到这两个函数是如何实现的，以及我将来是否有关于 C# 内部的问题，如果我可以调查它。 还是我运气不好？

可以检查核心 C# 功能的内部

这里最大的问题是，从您发布的内容来看，您正在查看引用程序集，尤其是 .NET 4 的引用程序集。 哪些是特殊程序集，它们已剥离所有 IL，仅包含元数据。 这是 .NET 4 中的新功能，它解决了早期版本的 .NET 中的一个旧问题。 其中引用程序集只是 GAC 中安装的实际程序集的副本。

这造成了麻烦，在以后的版本和服务包中进行了更改，这些更改正在破坏程序。 特别是WaitHandle.WaitOne（int）重载是臭名昭著的，它是在.NET 3.0（又名.NET 2.0 SP1）中添加的。 并且不知不觉地被程序员使用，发现重载比神秘的 WaitOne（int，bool） 重载更容易使用。 但是他们的程序将不再在原始的.NET 2.0发布版本上运行，从而产生MissingMethodException的问题。

添加这种重载通常是一件非常顽皮的事情，他们修改了mscorlib.dll但没有更改其[AssemblyVersion]。 通过在 .NET 4 中提供单独的引用程序集，此问题不会再发生。 Microsoft现在可以修改 .NET 类型的公共接口，而不会破坏任何内容。 并且兴致勃勃地这样做了，几个 .NET 4 中间版本已经在没有人注意到的情况下被滑流。

因此，请务必反汇编 mscorlib.dll 的真实版本，即 GAC 中的版本。 对于 .NET 4，它存储在不同的目录中，c：''windows''microsoft.net''assembly，而不是c：''windows''assembly。 它不再受资源管理器 shell 命名空间扩展保护，只需使用"文件 + 打开"浏览 GAC 目录即可。 您可以在 C：''Windows''Microsoft.NET''assembly''GAC_32''mscorlib''v4.0_4.0.0.0__b77a5c561934e089 目录中找到 32 位版本。

这还不是故事的结尾，当你向下钻取时，你会发现 Array.CopyTo（） 调用一个名为 Array.Copy（） 的内部帮助程序方法，该方法具有 [MethodImpl（MethodImplOptions.InternalCall）] 属性。 同样，没有方法主体。 该属性告知实时编译器该方法实际上是在 CLR 内部的C++中实现的。 请参阅此答案以了解如何查看此类方法的源代码。

ILSpy 是一个免费的 .NET 反编译器。 您可以使用它来检查任何 .NET DLL，包括 mscorlib。

Array.CopyTo打电话给Array.Copy. Array.Copy 和 Buffer.BlockCopy 都是extern方法，这意味着它们是在本机代码而不是托管 .NET 代码中定义的，因此我无法进一步告诉您它们的工作原理。

我将回答我自己的问题。 我意识到这是不好的风格，但如果不是以前的答案为我提供了丰富的资源，我不可能制定答案。 谢谢。

首先，那些来到这里并想知道如何检查C#函数内部的人，Tim发布了一个很棒的资源，ILSpy。 这适用于未在外部定义方法的情况。 当它们在外部定义时，似乎获得答案的唯一希望是下载SSCLI 2.0。 由于这是针对 .Net 2.0 而不是 4.0 的，因此我提供的信息可能已经过时。 但是，我将继续假设所讨论的方法没有太大变化。 在浏览完源文件后，我相信我可以回答"Array.CopyTo 是否在幕后调用 Buffer.BlockCopy？

在我进入问题的核心之前，其他人已经指出CopyTo调用Array.Copy。 Array.Copy 是在外部定义的，所以我将我的查询更改为"Array.Copy 是否在幕后调用 Buffer.BlockCopy？ 我发现有趣的一点花絮来自MSDN上的Array.CopyTo文档

。

如果没有明确要求实现 System.Collections.ICollection，请使用 [Array。复制以避免额外的间接寻址。

让我区分每个函数必须执行的检查类型：

块复制：

  1. 目标和源不能为空
  2. 目标数组和源数组由基元或字符串组成但没有对象。
  3. 长度和偏移量必须有效

Array.Copy：

  1. 目标和源不能为空
  2. 目标和源必须是数组
  3. 使用方法表和排名进行多项检查
  4. 更深入的长度和偏移检查
  5. 类型必须以某种方式匹配（取消/装箱、强制转换或加宽）

在这些检查之后，BlockCopy 调用m_memmove，这是不言自明的，但非常有趣。 m_memmove依赖于架构;放弃了 32 位机器上的传统 memmove，转而支持一次手卷 16 字节的副本。

可以想象，数组包含的不仅仅是基元。

  • 如果源数组和目标数组的类型相同，则复制调用m_memmove。 然后，如果基础类型不是基元，则制定垃圾回收操作。
  • 否则，根据传入的元素类型，Copy 将拆箱，框、投射或加宽每个元素，因为它转移它们。 这些据我所知，函数不调用m_memmove，而是一次转换一个元素。

因此，要回答我最初的问题，"Array.Copy 是否在幕后调用 Buffer.BlockCopy？ 如果我们考虑这两种方法在处理m_memmove方面的相似之处，那就有点了。 BlockCopy 将始终调用m_memmove而 Copy 仅在处理完全相同类型的数组时才调用它。 然后，我的建议是，如果有人想将字节数组复制到整数，或者他们只关心原始数据的类似内容，请使用 BlockCopy，因为它将能够利用m_memmove。

供参考：.Net定义为原语的内容（取自cortypeinfo.h）

  1. 无效
  2. 布尔
  3. 煳
  4. 有符号和无符号字节
  5. 有符号和无符号短
  6. 有符号和无符号 int
  7. 有符号和无符号长
  8. 浮动和双
  9. 有符号和无符号的 IntPtr
  10. ELEMENT_TYPE_R（不确定这是什么）

当我在Buffer.BlockCopy上使用Telerik JustDecompile时，我发现：

[SecuritySafeCritical]
public static extern void BlockCopy(Array src, int srcOffset, Array dst, int dstOffset, int count);

这意味着它不是使用生成 IL 代码的东西实现的。

和 Array.CopyTo：

public void CopyTo(Array array, int index) {
  if (array != null && array.Rank != 1) {
    throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("Arg_RankMultiDimNotSupported"));
  }
  Array.Copy(this, this.GetLowerBound(0), array, index, this.Length);
}

Array.Copy 揭示：

[SecuritySafeCritical]
[ReliabilityContract(Consistency.MayCorruptInstance, Cer.MayFail)]
public static void Copy(Array sourceArray, int sourceIndex, Array destinationArray, int destinationIndex, int length) {
  Array.Copy(sourceArray, sourceIndex, destinationArray, destinationIndex, length, false);
}

该重载：

[SecurityCritical]
[ReliabilityContract(Consistency.MayCorruptInstance, Cer.MayFail)]
internal static extern void Copy(Array sourceArray, int sourceIndex, Array destinationArray, int destinationIndex, int length, bool reliable);

所以这也不是 IL 代码。

如果要检查方法，则必须拿出反汇编器。

Array.CopyTo和Buffer.BlockCopy（最终）都是用伪属性实现的：

[MethodImpl(MethodImplOptions.InternalCall)]

如果你看看这个页面上的第二个问题，来自一般聪明人，史蒂文·图布，有很好的解释这意味着什么。

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