.NET Emit 入门教程:第六部分:IL 指令:6:详解 ILGenerator 指令方法:方法调用指令

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所属分类:.NET技术
摘要

经过前面几篇的学习,我们了解到指令的大概分类,如:参数加载指令,该加载指令以 Ld 开头,将参数加载到栈中,以便于后续执行操作命令。


前言:

经过前面几篇的学习,我们了解到指令的大概分类,如:

参数加载指令,该加载指令以 Ld 开头,将参数加载到栈中,以便于后续执行操作命令。

参数存储指令,其指令以 St 开头,将栈中的数据,存储到指定的变量中,以方便后续使用。

创建实例指令,其指令以 New 开头,用于在运行时动态生成并初始化对象。

本篇介绍方法调用指令,该指令以 Call 开头,用于在运行时调用其它方法。

方法调用指令介绍:

在.NET Emit 中,方法调用指令是一种关键的操作,它允许我们在运行时动态地调用各种方法。

这些指令提供了一种灵活的方式,可以在程序执行期间创建、修改和调用方法,从而实现了动态代码生成和操作的功能。

方法调用指令包括了一系列不同的操作码,每个操作码都代表了一种不同的调用方式,比如调用实例方法、静态方法或委托。

通过理解和应用这些方法调用指令,我们可以实现诸如动态代理、AOP(面向切面编程)、方法重写等高级功能,从而扩展了.NET平台的能力和灵活性。

在本文中,我们将深入探讨ILGenerator 指令方法中与方法调用相关的内容,包括不同调用指令的详细解释、示例和实践应用场景。

1、常用指令:Call 指令及 Callvirt 指令

以下是两种常见的方法调用指令及其详细说明:

  1. Call 指令:

    • 作用:用于调用静态方法、实例方法以及基类的虚拟方法
    • 使用方法:需要提供方法的签名和目标对象(如果是实例方法)。
    • 示例:
      // 调用静态方法 IL.Emit(OpCodes.Call, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }));  // 调用实例方法 IL.Emit(OpCodes.Call, typeof(MyClass).GetMethod("InstanceMethod"));

  2. Callvirt 指令:

    • 作用:用于调用虚方法,会在运行时根据对象的实际类型进行分派。
    • 使用方法:需要提供方法的签名,调用时会自动获取对象的类型。
    • 示例:
      // 调用虚方法 IL.Emit(OpCodes.Callvirt, typeof(BaseClass).GetMethod("VirtualMethod"));

这些指令提供了灵活的方法调用功能,可以在动态生成的代码中使用,也可以用于实现诸如反射、AOP等功能。

通过深入理解这些指令的工作原理和使用方法,我们可以更加灵活地操作.NET平台上的方法调用行为。

2、Call 指令和 Callvirt 指令的区别:

在面向对象的编程语言中,"Call" 和 "CallVirt" 通常用于描述方法(函数)的调用方式,它们之间的区别在于是否进行虚拟方法调用(Virtual Method Invocation)。

  1. Call(直接调用):当使用 "Call" 调用方法时,编译器会在编译时确定要调用的方法,这意味着它会直接调用指定类的方法,而不考虑实际运行时对象的类型。这种方式通常用于非虚方法(non-virtual method)或静态方法(static method),因为这些方法在编译时就已经确定了调用的目标。

  2. CallVirt(虚拟方法调用):而当使用 "CallVirt" 调用方法时,编译器会生成一段代码,在运行时根据实际对象的类型来确定要调用的方法。这意味着即使在编译时使用的是基类的引用或指针,但在运行时实际上调用的是子类的方法(如果子类重写了该方法)。这种方式通常用于虚方法(virtual method),以实现多态性(polymorphism)。

总的来说,"Call" 是在编译时确定调用的方法,而 "CallVirt" 则是在运行时根据对象的实际类型确定调用的方法,从而实现了多态性。

使用及其性能说明:

在多数实例方法的调用,使用 Call 方法调用,会有更优的性能(实例方法时:它减少了对象的Null检查与虚方法重写的寻找)。

3、辅助方法:EmitCall

看一下说明:

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从参数的说明中,可以看出,它提供了基于Call、Callvirt、Newobj 三类指令的封装调用。

在使用过程中,对使用者容易造成混乱,代码也不美观,可以无视它。

4、方法指针(委托)调用:Calli 指令

在C#语法中,除了 unsafe 方法可以操作指针外,其它涉及指针(引用地址)的被封装后提供给使用的安全类型只有 ref、out、委托。

而涉及调用的只有委托,因此,下面来一个调用委托的示例代码:

单独的使用 Emit 的Calli 指令无法直接调用委托方法,我们需要使用它封装的辅助方法来使用。

看一下说明:

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该方法提供基于 Calli 指令的封装,提供针对委托的调用,下面看一组示例代码。

调用示例:

 public static void PrintHello()  {      Console.WriteLine("Hello, world!");  }  //......  ILGenerator il = methodBuilder.GetILGenerator();  // 加载一个委托实例到栈上 il.Emit(OpCodes.Ldftn, typeof(AssMethodIL_Call).GetMethod("PrintHello")); // 使用 Calli 指令调用委托所指向的方法 il.EmitCalli(OpCodes.Calli, CallingConventions.Standard, typeof(void), null, null); il.Emit(OpCodes.Ret);     // 返回该值

生成的对照代码:

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有点偏离我们理解的代码了,好在它能正常执行。

我们在动态方法中运行它:

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说明:

Ldftn 指令:Load Function 的简写,加载方法的引用地址。 

总结:

本文探讨了.NET Emit 入门教程的第六部分,聚焦于ILGenerator中的方法调用指令。

通过详细分析 ILGenerator 的使用方法和方法调用指令,读者可以更深入地了解.NET平台下动态生成代码的实现机制。

通过本文的阅读,读者可以更加熟练地使用 ILGenerator 来动态生成高效、灵活的代码,为.NET应用程序的开发和优化提供更多可能性。

下一篇,我们继续探讨其它 IL 指令。