试探讨泛型实现过程

阅读基础

• 使用过泛型
• 了解基本的CIL
• 知道SSCLI 2.0

试解释

在一些论文中，名称是: 类型参数多态, 也称之为泛型.

在一些高级语言中，都对泛型进行了支持，C++的模板库，Java共享代码的泛型，对于.Net而言，我们称他为通用语言运行时(Common Language Runtime), 是为了支持多种语言特性，为了更好的性能.

概括的说，是利用CLR对IL的动态编译功能，在编译时用替换符 (!0, !1 等)站位，在运行时用对应的类型替换掉这些站位符而后进行即时编译，编译产生的类型共享于AppDomain中，以后的调用则是在内存上的操作. 这样，第一次运行时编译会有些性能损失，而后则会快一些。

为什么要这样呢?

1. 强类型操作的便捷
2. 提供编译期检查

性能上的损失的作用反而没有那样大. 当然了，除去第一次编译的消耗之外，调用的性能也是相当的不错的。更多信息，请查看本文最后的链接

前面那段话乍看下没有什么问题，然而我那脑中寻根究底的天使开始发问了:

• CIL是如何对泛型进行支持的 ?
• 动态编译后又是如何共享 ?
• CLR又为泛型作了哪些改变 ?

从一段代码开始

CIL层次上的改变

运行ildasm MyGeneric.exe

在类型后面添加了`1(后面的数字可变化，描述该类型存在多少个泛型参数)

1. 增加了!0(可变化)，代表是第几个参数
2. 增加了约束限制, 第一行声明类的类型时后面添加的<valuetype .ctor ([mscorlib]System.ValueType) T>即是
3. 增加指令对泛型的支持, ldfld, newobj等等

加一个参数, 来作一下对比

生成的IL

元数据上的支持

使用工具: CFF Explorer

TypeDef表

MethodTable

ParamTable

CLR上的改变 (来自SSCLI 2.0)

clr/src/vm/memberload.cpp

GetMethodDescFromMemberDefOrRefOrSpecThrowing 方法, 目的是从元数据中获取对应的参数

红线标注的是获取泛型方法参数的语句. 代码之后呢这是从

 clr/src/vm/generic.cpp / generic.h

包括了泛型的辅助类的方法

关于泛型的性能和其他语言的比较，neoragex2002 的 关于CLR 2.0中托管泛型的理解 (和其他语言的比较), 和 Sunmast 的 C# 2.0泛型探讨 (性能) 都已经很清楚了, 用不着我了 :)

到这里，泛型的加载过程大体应该明了了，当然还有很多的细节值得深究下去，比如启动过程，异常处理，泛型检查，同步等等，等以后的文章一步步来来详述好了 :) 到这里暂停好了.

参考

Design and Implementation of Generics for the .NET Common Language Runtime 

ECMA C# and Common Language Infrastructure Standards

一些链接

关于CLR 2.0中托管泛型的理解

C# 2.0泛型探讨

应用层

一些支离破碎的泛型反射技巧

Professional .NET 2.0 Generics

当然还有自己曾经的足迹 呵呵

[Programming IL]泛型, Generic Types

Understanding Generic Type, 理解泛型

比较ArrayList和泛型的性能