三探C#类与结构体究竟谁快——MSIL(微软当中语言)解读

上次本身分别测试了类与结构体(http://www.cnblogs.com/zyl910/archive/2011/09/19/2186623.html)、密封类(http://www.cnblogs.com/zyl910/archive/2011/09/20/2186622.html)的函数调用速度评测。现在举办进一步分析,解读编译器生成的MSIL(微软中路语言)代码。

一、中期准备

先找到“IL 反汇编程序”(起始\程序\Microsoft Visual Studio
2010\Microsoft Windows SDK Tools\)——

图片 1

运转“IL
反汇编程序”,打开编译后的exe。展开节点,双击叶子节点查看MSIL代码——

图片 2

二、结果分析

然后大家将测试函数调用的那行代码复制提取出来。如上图的“IL_004c”行。
在复制提取过程中,发现VS2005与VS2010生成的函数调用代码是截然一致的。删除啰嗦的称呼空间,将结果整理为表格——

模式 MSIL 亮点
静态调用 call       uint8*  TryIt_Static_Ptr(uint8*) 静态函数
调用派生类 callvirt   instance uint8*  PointerCall::Ptr(uint8*) 虚方法
调用密封类 callvirt   instance uint8*  SldPointerCallAdd::Ptr(uint8*) 虚方法
调用结构体 call       instance uint8*  SPointerCallAdd::Ptr(uint8*) 方法(非虚)
调用基类 callvirt   instance uint8*  PointerCall::Ptr(uint8*) 虚方法
调用派生类的接口 callvirt   instance uint8*  IPointerCall::Ptr(uint8*) 虚方法
调用密封类的接口 callvirt   instance uint8*  IPointerCall::Ptr(uint8*) 虚方法
调用结构体的接口 callvirt   instance uint8*  IPointerCall::Ptr(uint8*) 虚方法
基类泛型调用派生类 call       uint8*  CallClassPtr<class PointerCallAdd>(!!0, uint8*) class
基类泛型调用基类 call       uint8*  CallClassPtr<class PointerCall>(!!0, uint8*) class
接口泛型调用派生类 call       uint8* CallPtr<class  PointerCallAdd>(!!0, uint8*) class
接口泛型调用密封类 call       uint8* CallPtr<class  SldPointerCallAdd>(!!0, uint8*) class
接口泛型调用结构体 call       uint8*  CallPtr<valuetype SPointerCallAdd>(!!0, uint8*) valuetype
接口泛型调用结构体引用 call       uint8*  CallRefPtr<valuetype SPointerCallAdd>(!!0&, uint8*) valuetype
接口泛型调用基类 call       uint8* CallPtr<class  PointerCall>(!!0, uint8*) class
接口泛型调用派生类的接口 call       uint8* CallPtr<class  IPointerCall>(!!0, uint8*) class
接口泛型调用密封类的接口 call       uint8* CallPtr<class  IPointerCall>(!!0, uint8*) class
接口泛型调用结构体的接口 call       uint8* CallPtr<class  IPointerCall>(!!0, uint8*) class

观测地点的报表,我们发现——
1.编译的IL代码时,并不曾做内联(inline。将子函数展开)优化,而按照语义统统编译为不同的调用(call)。看来优化办事是JIT(即时编译器)负责的。
2.调用结构体是 方法调用(call
instance)。JIT可遵照此音讯安排内联优化。
3.调用派生类是 虚方法调用(callvirt instance)。因为被编译为
调用基类的虚方法(PointerCall::Ptr),所以JIT认为其是正常的虚方法调用,不优化。
4.调用密封类是 虚方法调用(callvirt
instance),与派生类调用一致。但由于其留成了类型新闻(SldPointerCallAdd::Ptr),JIT发现它是一个密封类,于是安排内联优化。
5.泛型方法虽然也是用call指令,但它涵盖泛型参数,所以其行为与普通call调用不同。
6.结构体调用泛型方法时,会采用valuetype关键字。JIT可遵照此音讯安排优化(VS005的JIT有所优化;而VS2010的JIT将其举办彻底的内联优化)。

 

附录A、转为接口时的IL代码

派生类转为接口——
  IL_001d:  ldloc.0
  IL_001e:  stloc.s    V_4

密封类转为接口——
  IL_0020:  ldloc.1
  IL_0021:  stloc.s    V_5

结构体转为接口——
  IL_0023:  ldloc.2
  IL_0024:  box        TryPointerCall.SPointerCallAdd
  IL_0029:  stloc.s    V_6

足见结构体转为接口时多了装箱操作,影响了性能。

附录B、结构体泛型调用的IL代码

接口泛型调用结构体——
  IL_0391:  ldloc.2
  IL_0392:  ldloc.s    V_7
  IL_0394:  call       uint8*
TryPointerCall.PointerCallTool::CallPtr<valuetype
TryPointerCall.SPointerCallAdd>(!!0,uint8*)

接口泛型调用结构体引用——
  IL_03dd:  ldloca.s   V_2
  IL_03df:  ldloc.s    V_7
  IL_03e1:  call       uint8*
TryPointerCall.PointerCallTool::CallRefPtr<valuetype
TryPointerCall.SPointerCallAdd>(!!0&,uint8*)

可见泛型调用的IL代码并不复杂,与一般调用基本相同,也是先将参数放入堆栈再call。对于引用参数,将“ldloc.*”指令换成“ldloca.s”指令就行了。

(完)

 

目录——
C#类与结构体究竟谁快——各类函数调用形式速度评测:http://www.cnblogs.com/zyl910/archive/2011/09/19/2186623.html
再探C#类与结构体究竟什么人快——考虑栈变量、栈分配、64位整数、密封类:http://www.cnblogs.com/zyl910/archive/2011/09/20/2186622.html
三探C#类与结构体究竟什么人快——MSIL(微软中路语言)解读:http://www.cnblogs.com/zyl910/archive/2011/09/24/2189403.html
四探C#类与结构体究竟什么人快——跨程序集(assembly)调用:http://www.cnblogs.com/zyl910/archive/2011/10/01/2197844.html

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