如何读.Net Framework 的源码?

.Net Framework的源码可以从这里下载

https://referencesource.microsoft.com/download.html

 

 

 

也可以在线直接浏览

https://referencesource.microsoft.com

 

这里我们以System.IO.Directory.CreateDirectory函数为例，来说明如何去读.Net Framework的源码。

 

在ReferenceSource在线界面的搜索框里输入Directory.CreateDirectory

 

 

在列表中选择Directory.CreateDirectory(System.String)重载，在右边可以看到实现的源码 

 

 可以看到在函数的最后调用了一个InternalXXX的函数，然后一直往下级找，可以找到Win32Native.CreateDirectory(name,secAttrs)这样一句代码。

 

 

这一句代码就是实现创建文件夹的核心，转到Win32Native类，可以看到这里面导入了大量的WinAPI函数。而Win32.CreateDirectory函数实际 上就是调用了Windows API函数CreateDirectory。

 

 

至此，我们就知道了.Net Framework中创建文件夹实际上还是调用的Windows API函数。

这也就是解释了为什么.Net Framework不能跨平台的原因，因为大部分功能的实现都是借助API函数的，脱离 了Windows系统，这些函数就用不了了。

在.Net Core中，这些API全部被重写了，所以.Net Core能支持跨平台了。

 

下面我们以一个复杂一点的情况，来说明一下如何查找这些InternalXXX函数的实现。这个分析的过程会比较长，需要你耐心的看完。

 

这里我们以System.Threading.Thread.Start()函数为例，该函数的作用是创建一个线程并启动。在Win32编程里，创建线程是调用的CreateThread API函数。在.Net Framework中，实际上也是调用的这个函数，只是做了多层封装。

在referencesource.microsoft.com搜索Thread.Start

 

 

 在右边的源码中可以看到，在Thread.Start函数的最后调用了一个叫StartInternal的函数，这是一个导出函数，在这里我们看不到这个函数源码。因为这些是在cli中实现的。

 

 

 

 

 

 

我在github上找到一个cli的2.0的源码，其它.Net Framework版本对应的cli代码官方并没有公开。https://github.com/SSCLI/sscli20_20060311。虽然是2.0的，但是并不影响我们深入了解.Net Framework的内部实现。

新版本的.NET平台cli源码是公开的。包括.Net Core 3.1 .NET 5 .NET 6等。https://github.com/dotnet/runtime

这部分的实现是C++语言，需要一定的C++基础。

 

我们在shared-source-cli-2.0中搜索StartInternal函数，可以看到这个函数实际 上是调用了ThreadNative的静态函数Start

 

我们在Core/CLR/vm/comsynchronizable.cpp中找到ThreadNative类中的 Start函数，源码如下：

FCIMPL1(void, ThreadNative::Start, ThreadBaseObject* pThisUNSAFE)
{
    ...
    StartInner(pThisUNSAFE);
    ...
}

void ThreadNative::StartInner(ThreadBaseObject* pThisUNSAFE)
{
    ...
        BOOL success = pNewThread->CreateNewThread(
                                        pNewThread->RequestedThreadStackSize() /* 0 stackSize override*/,
                                        KickOffThread, share, nativeThreadName);
   ...
}

可以看到这里实际 上是调用了Thread类的成员函数CreateNewThread来创建线程，我们在clr/src/vm/threads.cpp中找到CreateNewThread函数。

BOOL Thread::CreateNewThread(SIZE_T stackSize, LPTHREAD_START_ROUTINE start, void *args)
{
   ...
    if (!CLRTaskHosted()) {
        bRet = CreateNewOSThread(stackSize, start, args);
    }
    else {
        bRet = CreateNewHostTask(stackSize, start, args);
    }

    ...
}

 

CreateNewThread里面有一个分支，判断是调用CreateNewOsThread还是CreateNewHostTask，这里我以CreateNewOsThread为例，在threads.cpp中找到CreateOsThread函数，如下

BOOL Thread::CreateNewOSThread(SIZE_T sizeToCommitOrReserve, LPTHREAD_START_ROUTINE start, void *args)
{
    ...
    h = ::CreateThread(NULL     /*=SECURITY_ATTRIBUTES*/,
                       sizeToCommitOrReserve,
                       intermediateThreadProc,
                       lpThreadArgs,
                       dwCreationFlags,
                       &ourId);

   ...
}

在这个函数里可以看到创建线程的核心代码，就是调用CreateThread。

至此，我们也就完整的了解了.Net Framework中Thread.Start()函数的整个实现过程。这其中还有多层封装，我这里不做详细介绍，我这里只是告诉大家如何如何从上层封装找到底层调用。有了这个方法，其它 的.Net API都可以去看一下它到底是怎么实现的。

很早以前就用.Net Reflector去看.Net的源码，但是每次碰到内部调用，就没有办法深入了解了，最近也是一次偶然的机会，我知道 了这些内部调用是在cli中实现的，而cli的最新源码也是开源 的，所以才有了这篇文章。

但这里要提一句的是，Windows API内部是如何实现的，这个我没有去了解过，以我现在的能力，估计也理解不了内部的实现逻辑，如果有小伙伴略懂一二，也可以在下面的评论教 教 我。