为什么使用 callvirt 在泛型类型的只读字段上调用方法

Question

考虑以下：

interface ISomething
{
    void Call(string arg);
}

sealed class A : ISomething
{
    public void Call(string arg) => Console.WriteLine($"A, {arg}");
}

sealed class Caller<T> where T : ISomething
{
    private readonly T _something;
    public Caller(T something) => _something = something;
    public void Call() => _something.Call("test");
}

new Caller<A>(new A()).Call();

对 Caller<A>.Call 的调用以及对 A.Call 的嵌套 tcall 都是通过 callvirt 指令进行的。

但为什么？这两种类型都是众所周知的。除非我误解了什么，否则这里不应该使用 call 而不是 callvirt 吗？

如果是这样 - 为什么不这样做？这仅仅是编译器未完成的优化，还是背后有任何特定原因？

Answer 1

你错过了两件事。

第一个是callvirt对接收器进行空检查，而call不会。这意味着在接收器callvirt上使用null将引发NullReferenceException，而call将愉快地调用该方法并null作为第一个参数传递，这意味着该方法将获得一个this参数null。

听起来很令人惊讶吗？这是。IIRC 在非常早期的 .NET 版本中call 是按照您建议的方式使用的，人们对如何this在null方法内部感到非常困惑。编译器切换为callvirt强制运行时预先执行空检查。

编译器只有少数几个地方会发出call：

1. 静态方法。
2. 非虚拟结构方法。
3. 调用基本方法或基本构造函数（我们知道接收者不是null，并且我们也明确不想进行虚拟调用）。
4. 其中编译器确定接收器不为空，例如，foo?.Method()其中Method是非虚拟的。

最后一点特别意味着创建一个方法virtual是一个二进制破坏性的改变。

只是为了好玩，请参阅in的此检查this == nullString.Equals。

第二件事是，这_something.Call("test");不是虚拟调用，而是受约束的虚拟调用。在它之前出现一个constrained操作码。

受约束的虚拟调用是通过泛型引入的。问题在于类和结构上的方法调用有点不同：

1. 对于类，您加载类引用（例如使用ldloc），然后使用call/ callvirt。
2. 对于结构，您加载结构的地址ldloc.a（例如使用），然后使用call。
3. 要调用结构体上的接口方法或定义在 上的方法object，您需要加载结构体值（例如使用ldloc），将其装箱，然后使用call/ callvirt。

如果泛型类型不受约束（即它可以是类或结构），编译器不知道该怎么做：应该使用ldlocorldloc.a吗？应该装箱还是不装箱？call或者callvirt？

受约束的虚拟调用将此责任转移到运行时。引用上面的文档：

当一条callvirt method指令带有 前缀时constrained thisType，该指令执行如下：

• 如果thisType是引用类型（而不是值类型），则ptr取消引用并作为 'this' 指针传递到callvirtof method。
• 如果thisType是值类型并thisType实现methodthen 则ptr作为指向指令的“this”指针未经修改地传递，用于bycall method的实现。methodthisType
• 如果thisType是值类型并且thisType未实现methodthenptr则被取消引用、装箱并作为“this”指针传递给指令callvirt method。

仅当在、或method上定义并且未被 覆盖时，最后一种情况才会发生。在这种情况下，装箱会导致生成原始对象的副本。但是，由于、、 和的方法都没有修改对象的状态，因此无法检测到这一事实。System.ObjectSystem.ValueTypeSystem.EnumthisTypeSystem.ObjectSystem.ValueTypeSystem.Enum