淺析.NET MSIL代碼

weijianian 2016-08-07

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來源：Joye.Net

鏈接：http://www.cnblogs.com/yinrq/p/5486103.html

一、前言

IL是什么？

Intermediate Language （IL）微軟中間語言

C#代碼編譯過程？

C#源代碼通過LC轉(zhuǎn)為IL代碼，IL主要包含一些元數(shù)據(jù)和中間語言指令；

JIT編譯器把IL代碼轉(zhuǎn)為機器識別的機器代碼。如下圖

語言編譯器：無論是VB code還是C# code都會被Language Compiler轉(zhuǎn)換為MSIL

MSIL的作用：MSIL包含一些元數(shù)據(jù)和中間語言指令

JIT編譯器的作用：根據(jù)系統(tǒng)環(huán)境將MSIL中間語言指令轉(zhuǎn)換為機器碼

為什么ASP.NET網(wǎng)站第一次運行時會較慢，而后面的執(zhí)行速度則會相對快很多？

當(dāng)你第一次運行.NET開發(fā)的站點時，CLR會將MSIL通過JIT進行編譯，最終轉(zhuǎn)換為執(zhí)行速度非常快的Native Code。這可以解釋。

為什么要了解IL代碼？

如果想學(xué)好.NET，IL是必須的基礎(chǔ)，IL代碼是.NET運行的基礎(chǔ)，當(dāng)我們對運行結(jié)果有異議的時候，可以通過IL代碼透過表面看本質(zhì)；

IL也是更好理解、認識CLR的基礎(chǔ)；

大量的實例分析是以IL為基礎(chǔ)的，所以了解IL，是讀懂他人代碼的必備基礎(chǔ)，同時自己也可以獲得潛移默化的提高；

二、如何把ILDasm導(dǎo)入到VS中

想要看IL代碼需要使用ILDasm工具，工具一般在電腦的

C:\Program Files (x86)\Microsoft SDKs\Windows\v7.0A\bin\ildasm.exe

也可以下載ILSpy：http:///

把ILDasm導(dǎo)入到VS工具中，使用方便，具體如下：工具 - > 外部工具

導(dǎo)入之后，vs工具里面就有ILDasm工具了。以后想看IL代碼方便多了。

IL代碼通過ILDasm反編譯后（左圖），ILDasm圖標意義（右圖）

三、分析IL代碼

在分析IL代碼之前，要先理解幾個概念：

圖片來源：https://msdn.microsoft.com/zh-tw/library/dd229210.aspx

Managed Heap（托管堆）：這就是NET中的托管堆，用來存放引用類型，它是由GC（垃圾回收器自動進行回收）管理；

Call Stack（調(diào)用堆棧）：調(diào)用堆棧:調(diào)用堆棧是一個方法列表，按調(diào)用順序保存所有在運行期被調(diào)用的方法。

Evaluation Stack（計算堆棧）：每個線程都有自己的線程棧，IL 里面的任何計算，都發(fā)生在 Evaluation Stack 上，其實就是一個 Stack 結(jié)構(gòu)?？梢?Push，也可以 Pop。

可以對照IL指令：指令列表，一步一步來分析IL代碼

1、用C#寫一個簡單控制臺應(yīng)用程序

using System;

namespace ILDemo
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
int i = 1;
int j = 2;
int k = 3;
int answer = i + j + k;
Console.WriteLine('i+j+k=' + answer);
Console.ReadKey();
}
}
}

2、用ILDasm打開bin下的.exe文件查看代碼，具體IL代碼如下：

.method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed
{
.entrypoint
// 代碼大小 42 (0x2a)
.maxstack 2
.locals init ([0] int32 i,
[1] int32 j,
[2] int32 k,
[3] int32 answer)
IL_0000: nop
IL_0001: ldc.i4.1
IL_0002: stloc.0
IL_0003: ldc.i4.2
IL_0004: stloc.1
IL_0005: ldc.i4.3
IL_0006: stloc.2
IL_0007: ldloc.0
IL_0008: ldloc.1
IL_0009: add
IL_000a: ldloc.2
IL_000b: add
IL_000c: stloc.3
IL_000d: ldstr 'i+j+k='
IL_0012: ldloc.3
IL_0013: box [mscorlib]System.Int32
IL_0018: call string [mscorlib]System.String::Concat(object,
object)
IL_001d: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)
IL_0022: nop
IL_0023: call valuetype [mscorlib]System.ConsoleKeyInfo [mscorlib]System.Console::ReadKey()
IL_0028: pop
IL_0029: ret
} // end of method Program::Main

3、會用到的IL指令：

nop：無操作

ret：從當(dāng)前方法返回，并將返回值（如果存在）從調(diào)用方的計算堆棧推送到被調(diào)用方的計算堆棧上。

call：調(diào)用由傳遞的方法說明符指示的方法。

box：將值類轉(zhuǎn)換為對象引用，就是裝箱，同理可以知道拆箱unbox

ldc.i4.X：把int32的值推送到計算堆棧

stloc.X：把計算堆棧頂部的值放到調(diào)用堆棧索引為X處

ldloc.X：把調(diào)用堆棧X處的值復(fù)制到計算堆棧

4、理解注釋后的代碼

.method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed
{
.entrypoint //程序入口
// 代碼大小 42 (0x2a)
.maxstack 2 // 計算出計算堆棧的能存幾個值

.locals init ([0] int32 i,
[1] int32 j,
[2] int32 k,
[3] int32 answer) //定義int32類型的i,j,k,answer

IL_0000: nop //無操作

IL_0001: ldc.i4.1 //把i的值放到計算堆棧上
IL_0002: stloc.0 //把計算堆棧頂部的值(i的值)放到調(diào)用堆棧索引0處
IL_0003: ldc.i4.2 //把j的值放到計算堆棧上
IL_0004: stloc.1 //把計算堆棧頂部的值(j的值)放到調(diào)用堆棧索引1處
IL_0005: ldc.i4.3 //把k的值放到計算堆棧上
IL_0006: stloc.2 //把計算堆棧頂部的值(k的值)放到調(diào)用堆棧索引2處

IL_0007: ldloc.0 //把調(diào)用堆棧索引為0處的值復(fù)制到計算堆棧
IL_0008: ldloc.1 //把調(diào)用堆棧索引為1處的值復(fù)制到計算堆棧
IL_0009: add //相加
IL_000a: ldloc.2 //把調(diào)用堆棧索引為2處的值復(fù)制到計算堆棧
IL_000b: add //相加
IL_000c: stloc.3 //把計算堆棧頂部的值(add的值)放到調(diào)用堆棧索引3處
IL_000d: ldstr 'i+j+k=' //推送對元數(shù)據(jù)中存儲的字符串的新對象引用。
IL_0012: ldloc.3 //把調(diào)用堆棧索引為3處的值復(fù)制到計算堆棧

IL_0013: box [mscorlib]System.Int32 //裝箱
IL_0018: call string [mscorlib]System.String::Concat(object,object) //調(diào)用內(nèi)部方法
IL_001d: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string) //調(diào)用WriteLine
IL_0022: nop //無操作
IL_0023: call valuetype [mscorlib]System.ConsoleKeyInfo [mscorlib]System.Console::ReadKey() //調(diào)用ConsoleKey
IL_0028: pop //無操作
IL_0029: ret //return
} // end of method Program::Main