NET框架内部了解CLR如何创建运行时对象,深入探
分类:亚洲城娱乐

原来的书文地址:
原稿发布日期: 9/19/2005
原稿已经被 Microsoft 删除了,采摘进程中发觉超多篇章图都不全,那是因为原版的书文的图都不全,所以特收罗完整全文。

本页内容

目录

  • 前言
  • CLRAV4运营程序(Bootstrap卡塔尔创造的域
  • 系统域(System Domain)
  • NET框架内部了解CLR如何创建运行时对象,深入探索。共享域(Shared Domain)
  • 默认域(Default Domain)
  • 加载器堆(Loader Heaps卡塔尔国
  • 类型原理
  • 指标实例
  • 方法表
  • 基实例大小
  • 格局槽表(Method Slot Table卡塔尔国
  • 措施描述(MethodDesc卡塔尔国
  • 接口虚表图和接口图(Interface Vtable Map and Interface Map卡塔尔国
  • 虚分派(Virtual Dispatch)
  • 静态变量(Static Variables卡塔 尔(英语:State of Qatar)
  • EEClass
  • 结论

 

前言

  • SystemDomain, SharedDomain, and DefaultDomain。
  • 对象布局和内存细节。
  • 主意表布局。
  • 方式分派(Method dispatching卡塔 尔(英语:State of Qatar)。

因为国有语言运维时(CLPAJERO)将在成为在Windows上创建应用程序的主演级根底架构, 多精通点关于CL奥迪Q7的深浅认知会支持您创设高速的, 工业级强健的应用程序. 在这里篇文章中, 大家会浏览,侦察CL翼虎的内在精气神, 包蕴对象实例布局, 方法表的布局, 方法分派, 基于接口的分摊, 和精彩纷呈的数目结构.

笔者们会动用由C#写成的非常轻便的代码示例, 所以任何对编制程序语言的隐式引用都是以C#言语为指标的. 切磋的片段数据结议和算法会在Microsoft® .NET Framework 2.0中改造, 可是大许多的概念是不会变的. 我们会使用Visual Studio® .NET 二零零四Debugger和debugger extension Son of Strike (SOS)来眼线一些数额结构. SOS能够明白CL奥德赛内部的数据结构, 能够dump出有用的音讯. 通篇, 大家会商量在Shared Source CLI(SSCLI)中具备相关兑现的类, 你能够从 亚洲城老虎机手机版 , 下载到它们.

图表1 会支持你在寻找一些构造的时候到SSCLI中的消息.

ITEM SSCLI PATH
AppDomain sscliclrsrcvmappdomain.hpp
AppDomainStringLiteralMap sscliclrsrcvmstringliteralmap.h
BaseDomain sscliclrsrcvmappdomain.hpp
ClassLoader sscliclrsrcvmclsload.hpp
EEClass sscliclrsrcvmclass.h
FieldDescs sscliclrsrcvmfield.h
GCHeap sscliclrsrcvmgc.h
GlobalStringLiteralMap sscliclrsrcvmstringliteralmap.h
HandleTable sscliclrsrcvmhandletable.h
InterfaceVTableMapMgr sscliclrsrcvmappdomain.hpp
Large Object Heap sscliclrsrcvmgc.h
LayoutKind sscliclrsrcbclsystemruntimeinteropserviceslayoutkind.cs
LoaderHeaps sscliclrsrcincutilcode.h
MethodDescs sscliclrsrcvmmethod.hpp
MethodTables sscliclrsrcvmclass.h
OBJECTREF sscliclrsrcvmtypehandle.h
SecurityContext sscliclrsrcvmsecurity.h
SecurityDescriptor sscliclrsrcvmsecurity.h
SharedDomain sscliclrsrcvmappdomain.hpp
StructLayoutAttribute sscliclrsrcbclsystemruntimeinteropservicesattributes.cs
SyncTableEntry sscliclrsrcvmsyncblk.h
System namespace sscliclrsrcbclsystem
SystemDomain sscliclrsrcvmappdomain.hpp
TypeHandle sscliclrsrcvmtypehandle.h

在我们开始前,请小心:本文提供的音信只对在X86平台上运转的.NET Framework 1.1可行(对于Shared Source CLI 1.0只怕多适用,只是在少数人机联作操作的境况下必得注意例外卡塔 尔(英语:State of Qatar),对于.NET Framework 2.0会有改观,所以请不要在构建软件时信任于这一个内部结构的不改变性。

亚洲城老虎机手机版 1
CLLacrosse运转程序(Bootstrap卡塔尔国创立的域

CL奇骏运行程序(Bootstrap卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎成立的域

在CL本田CR-V实践托管代码的第风流浪漫行代码前,会成立五个使用程序域。此中多少个对于托管代码甚至CL汉兰达宿主程序(CLR hosts卡塔尔国都以不可以预知的。它们只可以由CLLX570运维进度创建,而提供CL中华V运营进度的是shim——mscoree.dll和mscorwks.dll (在多微机系统下是mscorsvr.dll)。正如 图2 所示,那么些域是系统域(System Domain卡塔尔和分享域(Shared Domain卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎,都以应用了单件(Singleton卡塔尔形式。第多少个域是缺省应用程序域(Default AppDomain卡塔 尔(英语:State of Qatar),它是二个AppDomain的实例,也是唯生龙活虎的有命名的域。对于简易的CL普拉多宿主程序,比方调整台程序,默许的域名由可进行映象文件的名字组成。别的的域可以在托管代码中采取AppDomain.CreateDomain方法制造,或许在非托管的代码中行使ICO翼虎RuntimeHost接口创造。复杂的宿主程序,比如ASP.NET,对于特定的网址会依靠应用程序的数额创立八个域。

图 2 由CL奥德赛运转程序创制的域 ↓

亚洲城老虎机手机版 2

亚洲城老虎机手机版 3
系统域(System Domain)

系统域(System Domain)

系统域负命令担当立和发轫化分享域和暗许使用程序域。它将系统库mscorlib.dll载入分享域,并且保养进程范围里边使用的隐含也许显式字符串符号。

字符串驻留(string interning卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎是 .NET Framework 1.第11中学的二个优化特性,它的管理格局显得有一些昏头晕脑,因为CL宝马X3未有给程序集机遇选取此特性。就算如此,由于在具备的选取程序域中对一个特定的暗号只保留三个对应的字符串,此特性能够节外省部存款和储蓄器空间。

系统域还担当产生进度范围的接口ID,并用来创制每种应用程序域的接口虚表映射图(InterfaceVtableMaps卡塔 尔(英语:State of Qatar)的接口。系统域在经过中保险追踪全体域,并贯彻加载和卸载应用程序域的效应。

亚洲城老虎机手机版 4
共享域(Shared Domain)

共享域(Shared Domain)

怀有不归于别的特定域的代码被加载到系统库SharedDomain.Mscorlib,对于全部应用程序域的顾客代码皆甚十分重要的。它会被活动加载到分享域中。系统命名空间的为主项目,如Object, ValueType, Array, Enum, String, and Delegate等等,在CLQX56运行程序进度中被先行加载到本域中。客户代码也得以被加载到那一个域中,方法是在调用CorBindToRuntimeEx时接纳由CL福特Explorer宿主程序钦命的LoaderOptimization本性。调节台程序也足以加载代码到分享域中,方法是接收System.LoaderOptimizationAttribute特性注解Main方法。分享域还管理多少个利用集散地址作为目录的次序集映射图,此映射图作为管理共享程序集注重关系的查找表,这一个程序集被加载到默许域(DefaultDomain卡塔 尔(英语:State of Qatar)和此外在托管代码中开创的施用程序域。非分享的客商代码被加载到私下认可域。

亚洲城老虎机手机版 5
默认域(Default Domain)

默认域(Default Domain)

默许域是使用程序域(AppDomain卡塔尔的贰个实例,日常的应用程序代码在其间运转。固然有个别应用程序要求在运维时创制额外的使用程序域(举个例子有个别使用插件,plug-in,架构或然扩充器重的周转时期码生成职业的应用程序卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎,超越二分之后生可畏的应用程序在运营时期只开创二个域。全部在这域运行的代码都是在域档期的顺序上有上下文限定。若是一个应用程序有多少个利用程序域,任何的域间访谈会通过.NET Remoting代理。额外的域内上下文限定消息方可行使System.ContextBoundObject派生的品种创制。种种应用程序域有温馨的平安描述符(SecurityDescriptor卡塔 尔(英语:State of Qatar),安全上下文(SecurityContext卡塔尔国和暗许上下文(DefaultContext卡塔 尔(英语:State of Qatar),还会有本身的加载器堆(高频堆,低频堆和代办堆卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎,句柄表,接口虚表微机和程序集缓存。

亚洲城老虎机手机版 6
加载器堆(Loader Heaps卡塔尔

加载器堆(Loader Heaps卡塔尔

加载器堆的成效是加载不相同的运作时CLEscort构件和优化在域的全数生命期内设有的预制构件。那一个堆的抓好基于可预测块,那样能够使碎片最小化。加载器堆不相同于垃圾回笼堆(也许对称多微机上的五个堆卡塔 尔(英语:State of Qatar),垃圾回笼堆保存对象实例,而加载器堆同时保留类型系统。日常访谈的构件如方法表,方法描述,域描述和接口图,分配在数次堆上,而少之又少访问的数据结构如EEClass和类加载器及其查找表,分配在低频堆。代理堆保存用于代码访请安全性(code access security, CAS卡塔 尔(英语:State of Qatar)的代办构件,如COM封装调用和平台调用(P/Invoke卡塔尔。

从高等级次序领悟域后,我们希图看看它们在一个简易的应用程序的光景文中的大要细节,见 图3。大家在程序运营时停在mc.Method1(),然后利用SOS调节和测量试验器增添命令DumpDomain来输出域的新闻。(请查看 Son of Strike打听SOS的加载信息卡塔尔国。这里是编辑后的输出:

图3 Sample1.exe

!DumpDomain
System Domain: 793e9d58, LowFrequencyHeap: 793e9dbc,
HighFrequencyHeap: 793e9e14, StubHeap: 793e9e6c,
Assembly: 0015aa68 [mscorlib], ClassLoader: 0015ab40

Shared Domain: 793eb278, LowFrequencyHeap: 793eb2dc,
HighFrequencyHeap: 793eb334, StubHeap: 793eb38c,
Assembly: 0015aa68 [mscorlib], ClassLoader: 0015ab40

Domain 1: 149100, LowFrequencyHeap: 00149164,
HighFrequencyHeap: 001491bc, StubHeap: 00149214,
Name: Sample1.exe, Assembly: 00164938 [Sample1],
ClassLoader: 00164a78

using System;

public interface MyInterface1
{
    void Method1();
    void Method2();
}
public interface MyInterface2
{
    void Method2();
    void Method3();
}

class MyClass : MyInterface1, MyInterface2
{
    public static string str = "MyString";
    public static uint   ui = 0xAAAAAAAA;
    public void Method1() { Console.WriteLine("Method1"); }
    public void Method2() { Console.WriteLine("Method2"); }
    public virtual void Method3() { Console.WriteLine("Method3"); }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        MyClass mc = new MyClass();
        MyInterface1 mi1 = mc;
        MyInterface2 mi2 = mc;

        int i = MyClass.str.Length;
        uint j = MyClass.ui;

        mc.Method1();
        mi1.Method1();
        mi1.Method2();
        mi2.Method2();
        mi2.Method3();
        mc.Method3();
    }
}

咱俩的调节台程序,萨姆ple1.exe,被加载到一个名称叫"Sample1.exe"的运用程序域。Mscorlib.dll被加载到分享域,不过因为它是主导系统库,所以也在系统域中列出。每种域会分配多少个再三堆,低频堆和代理堆。系统域和分享域使用雷同的类加载器,而私下认可应用程序使用自个儿的类加载器。

出口没有体现加载器堆的保存尺寸和已交由尺寸。高频堆的起始化大小是32KB,每一遍提交4KB。SOS的输出也未曾出示接口虚表堆(InterfaceVtableMap卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎。每一个域有八个接口虚表堆(简单的称呼为IVMap卡塔 尔(英语:State of Qatar),由友好的加载器堆在域初步化阶段创设。IVMap保留大小是4KB,起头时交由4KB。大家将会在后续部分商量项目布局时探究IVMap的意思。

图2 突显默许的长河堆,JIT代码堆,GC堆(用于小目的卡塔尔和大指标堆(用于大小也便是依然当先85000字节的指标卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎,它表明了那些堆和加载器堆的语义差异。即时(just-in-time, JIT卡塔尔国编译器发生x86指令并且保留到JIT代码堆中。GC堆和大指标堆是用以托管对象实例化的饭桶回笼堆。

亚洲城老虎机手机版 7
品类原理

品种原理

项目是.NET编制程序中的基本单元。在C#中,类型能够选用class,struct和interface关键字打开宣示。大许多项目由技术员显式创立,但是,在特意的互相操作(interop)境况和远程对象调用(.NET Remoting卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎场面中,.NET CLLAND会隐式的发出类型,那一个发生的品种包涵COM和平运动转时可调用封装及传输代理(Runtime Callable Wrappers and Transparent Proxies卡塔 尔(英语:State of Qatar)。

小编们因此叁个富含对象援用的栈最早钻探.NET类型原理(标准地,栈是一个对象实例伊始生命期之处卡塔 尔(英语:State of Qatar)。 图4中显得的代码包涵三个简约的主次,它有两个调整台的入口点,调用了二个静态方法。Method1开立三个SmallClass的档案的次序实例,该类型富含叁个字节数组,用于演示如何在大目标堆成立对象。固然那是黄金年代段无聊的代码,不过能够扶助我们进行商讨。

图4 Large Objects and Small Objects

using System;

class SmallClass
{
    private byte[] _largeObj;
    public SmallClass(int size)
    {
        _largeObj = new byte[size];
        _largeObj[0] = 0xAA;
        _largeObj[1] = 0xBB;
        _largeObj[2] = 0xCC;
    }

    public byte[] LargeObj
    {
        get { return this._largeObj; }
    }
}

class SimpleProgram
{
    static void Main(string[] args)
    {
        SmallClass smallObj = SimpleProgram.Create(84930,10,15,20,25);
        return;
    }

    static SmallClass Create(int size1, int size2, int size3,
        int size4, int size5)
    {
        int objSize = size1   size2   size3   size4   size5;
        SmallClass smallObj = new SmallClass(objSize);
        return smallObj;
    }
}

图5 展现了结束在Create方法"return smallObj;" 代码行断点时的fastcall栈结构(fastcall时.NET的调用标准,它证明在可能的图景下将函数参数通过寄存器传递,而其余参数依照从右到左的逐个入栈,然后由被调用函数达成出栈操作卡塔尔国。本地值类型变量objSize内含在栈结构中。援引类型变量如smallObj以一定大小(4字节DWORubiconD卡塔尔保存在栈中,包涵了在肖似GC堆中分红的指标的位置。对于金钱观C ,那是指标的指针;在托管世界中,它是目标的引用。不管怎么着,它包蕴了一个对象实例的地点,大家将应用术语对象实例(ObjectInstance卡塔 尔(英语:State of Qatar)描述对象引用指向地址位置的数据结构。

图5 SimpleProgram的栈结商谈堆

亚洲城老虎机手机版 8

貌似GC堆上的smallObj对象实例满含多少个名称叫 _largeObj 的字节数组(注意,图中展示的轻重为85016字节,是实在的储备大小卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎。CL奥迪Q7对当先或等于85000字节的靶子的管理和小目的差异。大目的在大指标堆(LOH卡塔尔国上分红,而小目的在肖似GC堆上创造,那样可以优化对象的分配和回笼。LOH不会裁减,而GC堆在GC回笼时张开裁减。还应该有,LOH只会在一起GC回收时被回笼。

smallObj的对象实例包括类型句柄(TypeHandle卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎,指向对应等级次序的方法表。每个评释的品种有一个方法表,而相像等级次序的有所指标实例都针对同四个方法表。它饱含了花色的特色新闻(接口,抽象类,具体类,COM封装和代办卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎,完毕的接口数目,用于接口分派的接口图,方法表的槽(slot卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎数目,指向相应达成的槽表。

方法表指向二个名字为EEClass的机要数据结构。在点子表创设前,CL凯雷德类加载器从元数据中成立EEClass。 图4中,SmallClass的主意表指向它的EEClass。那么些组织指向它们的模块和程序集。方法表和EEClass平常分配在共享域的加载器堆。加载器堆和动用程序域关联,这里提到的数据结构意气风发旦被加载到里头,就直到应用程序域卸载时才会流失。何况,默许的采用程序域不会被卸载,所以那一个代码的生存期是结束CLEnclave关闭截止。

亚洲城老虎机手机版 9
指标实例

对象实例

正如小编辈说过的,全部值类型的实例可能隐含在线程栈上,只怕隐含在 GC 堆上。全部的引用类型在 GC 堆只怕 LOH 上创办。图 6 显示了三个优秀的对象布局。叁个指标能够透过以下路子被引述:基于栈的部分变量,在竞相操作依然平台调用场境下的句柄表,贮存器(施行措施时的 this 指针和议程参数卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎,具备终结器( finalizer 卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎方法的指标的终结器队列。 OBJECTREF 不是指向目的实例的发端地方,而是有一个 DWO奥迪Q3D 的偏移量( 4 字节卡塔尔。此 DWO中华VD 称为对象头,保存八个照准 SyncTableEntry 表的目录(从 1 开首计数的 syncblk 编号。因为通过索引实行延续,所以在急需扩张表的分寸时, CL昂Cora能够在内部存款和储蓄器中活动那么些表。 SyncTableEntry 维护贰个反向的弱引用,以便 CLRAV4能够追踪 SyncBlock 的全数权。弱援用让 GC 能够在未曾此外强引用存在时回笼对象。 SyncTableEntry 还保存了二个针对性SyncBlock 的指针,包罗了少之甚少要求被三个目的的持有实例使用的立竿见影的音讯。这个音讯包含对象锁,哈希编码,任何转变层 (thunking) 数据和使用程序域的目录。对于一大半的靶子实例,不会为实际的 SyncBlock 分配内存,何况 syncblk 编号为 0 。那点在实践线程蒙受如 lock(obj) 或然 obj.GetHashCode 的口舌时会发生变化,如下所示:

SmallClass obj = new SmallClass()
// Do some work here
lock(obj) { /* Do some synchronized work here */ }
obj.GetHashCode();

图 6 对象实例布局
亚洲城老虎机手机版 10

在上述代码中, smallObj 会选用 0 作为它的开端的 syncblk 编号。 lock 语句使得 CL奥迪Q3 创造叁个 syncblk 入口并使用相应的数值更新对象头。因为 C# 的 lock 关键字会扩充为 try-finally 语句并应用 Monitor 类,多少个当作同步的 Monitor 对象在 syncblk 上开创。堆 GetHashCode 的调用会利用对象的哈希编码扩充 syncblk 。
在 SyncBlock 中有其余的域,它们在 COM 交互作用操作和封送委托( marshaling delegates 卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎到非托管代码时采取,可是那和优质的对象用途非亲非故。
体系句柄紧跟在目的实例中的 syncblk 编号后。为了保持延续性,作者会在印证实例变量后研究类型句柄。实例域( Instance 田野(field)卡塔尔的变量列表紧跟在类型句柄后。暗许情形下,实例域会以内部存款和储蓄器最实用运用的不二秘技排列,那样只供给起码的作为对齐的填充字节。图 7 的代码展现了 SimpleClass 包涵有局地差异大小的实例变量。

图 7 SimpleClass with Instance Variables

class SimpleClass
{
    private byte b1 = 1;                // 1 byte
    private byte b2 = 2;                // 1 byte
    private byte b3 = 3;                // 1 byte
    private byte b4 = 4;                // 1 byte
    private char c1 = 'A';              // 2 bytes
    private char c2 = 'B';              // 2 bytes
    private short s1 = 11;              // 2 bytes
    private short s2 = 12;              // 2 bytes
    private int i1 = 21;                // 4 bytes
    private long l1 = 31;               // 8 bytes
    private string str = "MyString"; // 4 bytes (only OBJECTREF)

    //Total instance variable size = 28 bytes 

    static void Main()
    {
        SimpleClass simpleObj = new SimpleClass();
        return;
    }
}

图 8 突显了在 Visual Studio 调节和测验器的内部存款和储蓄器窗口中的叁个 SimpleClass 对象实例。大家在图 7 的 return 语句处设置了断点,然后利用 ECX 寄放器保存的 simpleObj 地址在内部存款和储蓄器窗口展现对象实例。前 4 个字节是 syncblk 编号。因为我们没有用此外合营代码应用此实例(也从不访谈它的哈希编码卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎, syncblk 编号为 0 。保存在栈变量的指标实例,指向开头位置的 4 个字节的偏移处。字节变量 b1,b2,b3 和 b4 被二个接贰个的排列在联合签字。多少个short 类型变量 s1 和 s2 也被排列在合作。字符串变量 str 是二个 4 字节的 OBJECTREF ,指向 GC 堆中分红的实际的字符串实例。字符串是叁个特意的种类,因为兼具包括雷同文字标志的字符串,会在程序集加载到过程时指向二个大局字符串表的同黄金年代实例。这些进度称为字符串驻留( string interning 卡塔 尔(英语:State of Qatar),设计指标是优化内部存储器的利用。大家事先曾经提过,在 NET Framework 1.1 中,程序集不能选拔是还是不是利用这些进程,就算现在版本的 CLWrangler恐怕会提供那样的才能。

图 8 Debugger Memory Window for Object Instance
亚洲城老虎机手机版 11

就此暗中认可情状下,成员变量在源代码中的词典顺序未有在内部存款和储蓄器中保持。在竞相操作的意况下,词典顺序必须被封存到内存中,那时能够利用 StructLayoutAttribute 特性,它有三个 LayoutKind 的枚举类型作为参数。 LayoutKind.Sequential 可认为被封送( marshaled 卡塔 尔(英语:State of Qatar)数据保持词典顺序,就算在 .NET Framework 1.第11中学,它并未有影响托管的布局(不过 .NET Framework 2.0 恐怕会这么做卡塔 尔(英语:State of Qatar)。在竞相操作的情事下,假若你实在须求极度的填充字节和出示的调控域的种种, LayoutKind.Explicit 可以和域档案的次序的 FieldOffset 特性一同利用。

看完底层的内部存储器内容后,大家使用 SOS 看看对象实例。三个立竿见影的指令是 DumpHeap ,它能够列出全体的堆内容和叁个专程类型的富有实例。无需依据寄放器, DumpHeap 能够来得大家创立的唯后生可畏贰个实例的地点。

!DumpHeap -type SimpleClass
Loaded Son of Strike data table version 5 from
"C:WINDOWSMicrosoft.NETFrameworkv1.1.4322mscorwks.dll"
 Address       MT     Size
00a8197c 00955124       36
Last good object: 00a819a0
total 1 objects
Statistics:
      MT    Count TotalSize Class Name
  955124        1        36 SimpleClass

指标的总大小是 36 字节,不管字符串多大, SimpleClass 的实例只富含贰个DWOTiguanD 的靶子引用。 SimpleClass 的实例变量只占用 28 字节,别的 8 个字节包蕴项目句柄( 4 字节卡塔 尔(英语:State of Qatar)和 syncblk 编号( 4 字节卡塔 尔(英语:State of Qatar)。找到 simpleObj 实例的地址后,大家得以应用 DumpObj 命令输出它的内容,如下所示:

!DumpObj 0x00a8197c
Name: SimpleClass
MethodTable 0x00955124
EEClass 0x02ca33b0
Size 36(0x24) bytes
FieldDesc*: 00955064
      MT    Field   Offset                 Type       Attr    Value Name
00955124  400000a        4         System.Int64   instance      31 l1
00955124  400000b        c                CLASS   instance 00a819a0 str
    << some fields omitted from the display for brevity >>
00955124  4000003       1e          System.Byte   instance        3 b3
00955124  4000004       1f          System.Byte   instance        4 b4

正如此前说过, C# 编译器对于类的暗中认可布局使用 LayoutType.Auto (对于组织选择 LayoutType.Sequential 卡塔 尔(英语:State of Qatar);由此类加载器重新排列实例域以最小化填充字节。大家得以行使 ObjSize 来输出富含被 str 实例占用的空间,如下所示:

!ObjSize 0x00a8197c
sizeof(00a8197c) =       72 (    0x48) bytes (SimpleClass)

设若您从目的图的全局大小( 72 字节卡塔 尔(英语:State of Qatar)减去 SimpleClass 的深浅( 36 字节卡塔 尔(英语:State of Qatar),就足以博得 str 的高低,即 36 字节。让我们输出 str 实例来验证那些结果:

!DumpObj 0x00a819a0
Name: System.String
MethodTable 0x009742d8
EEClass 0x02c4c6c4
Size 36(0x24) bytes

即使你将字符串实例的大大小小(36字节卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎加上SimpleClass实例的分寸(36字节卡塔尔,就足以拿到ObjSize命令报告的总大小72字节。

请在乎ObjSize不分包syncblk结构占用的内部存款和储蓄器。何况,在.NET Framework 1.1中,CL奥迪Q5不驾驭非托管能源占用的内部存款和储蓄器,如GDI对象,COM对象,文件句柄等等;因而它们不会被那么些命令报告。

本着方法表的种类句柄在syncblk编号后分配。在目的实例成立前,CLSportage查看加载类型,若无找到,则展开加载,得到方法表地址,创造对象实例,然后把品种句柄值追加到对象实例中。JIT编写翻译器发生的代码在拓宽艺术分派时使用处目句柄来定位方法表。CL凯雷德在急需史能够经过措施表反向访谈加载类型时接受项目句柄。

Son of Strike
SOS调节和测量试验器扩大程序用于本文化的展现CL奥德赛数据结构的内容,它是 .NET Framework 安装程序的豆蔻梢头部分,位于 %windir%Microsoft.NETFrameworkv1.1.4322。SOS加载到进程以前,在 Visual Studio 中启用托管代码调节和测验。 增添 SOS.dll 所在的文书夹到PATH景况变量中。 加载 SOS.dll, 然后安装一个断点, 打开 Debug|Windows|Immediate。然后在 Immediate 窗口中施行 .load sos.dll。使用 !help 获取调节和测量试验相关的一些下令,关于SOS越来越多音信,参照他事他说加以考察这里。

亚洲城老虎机手机版 12
方法表

方法表

种种类和实例在加载到应用程序域时,会在内部存款和储蓄器中经过措施表来表示。那是在指标的率先个实例创造前的类加载活动的结果。对象实例表示的是地方,而艺术表表示了表现。通过EEClass,方法表把对象实例绑定到被语言编写翻译器发生的映射到内部存款和储蓄器的元数据结构(metadata structures卡塔尔国。方法表富含的音讯和外挂的音信方可透过System.Type访谈。指向方法表的指针在托管代码中能够经过Type.RuntimeTypeHandle属性获得。对象实例包蕴的门类句柄指向方法表开端地方的撼动处,偏移量暗中同意情状下是12字节,包涵了GC音信。我们不寻思在那对其张开商讨。

图 9 展现了措施表的一枝独秀布局。大家会申明项目句柄的生龙活虎对首要的域,可是对于截然的列表,请参见此图。让大家从基实例大小(Base Instance Size卡塔尔开端,因为它一贯关乎到运转时的内部存储器状态。

图 9 方法表布局

亚洲城老虎机手机版 13

亚洲城老虎机手机版 14
基实例大小

基实例大小

基实例大小是由类加载器总结的指标的深浅,基于代码中声称的域。以前已经商量过,当前GC的贯彻要求一个足足12字节的指标实例。假诺多少个类未有概念任何实例域,它最少含有额外的4个字节。此外的8个字节被对象头(大概包蕴syncblk编号卡塔尔和花色句柄占用。再说三回,对象的大大小小会境遇StructLayoutAttribute的影响。

看看图3中显得的MyClass(有七个接口卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎的秘籍表的内部存款和储蓄器快速照相(Visual Studio .NET 二〇〇三内部存款和储蓄器窗口卡塔尔国,将它和SOS的输出进行比较。在图9中,对象大小位于4字节的舞狮处,值为12(0x0000000C卡塔尔国字节。以下是SOS的DumpHeap命令的输出:

!DumpHeap -type MyClass
 Address       MT     Size
00a819ac 009552a0       12
total 1 objects
Statistics:
    MT  Count TotalSize Class Name
9552a0      1        12    MyClass

亚洲城老虎机手机版 15
形式槽表(Method Slot Table卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎

措施槽表(Method Slot Table卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎

在格局表中蕴含了贰个槽表,指向各种艺术的描述(MethodDesc卡塔 尔(英语:State of Qatar),提供了花色的行为本领。方法槽表是基于方法完结的线性链表,根据如下顺序排列:世袭的虚方法,引进的虚方法,实例方法,静态方法。

类加载器在方今类,父类和接口的元数据中遍历,然后创立方法表。在排列进度中,它替换全体的被隐蔽的虚方法和被隐形的父类方法,成立新的槽,在急需时复制槽。槽复制是必需的,它能够让各类接口有温馨的一丝一毫的vtable。可是被复制的槽指向平等的轮廓实现。MyClass包括接口方法,叁个类构造函数(.cctor卡塔尔和对象构造函数(.ctor卡塔尔。对象构造函数由C#编写翻译器为保有未有显式定义构造函数的对象自动生成。因为我们定义并开首化了二个静态变量,编写翻译器会变卦贰个类构造函数。图10呈现了MyClass的章程表的布局。布局呈现了11个措施,因为Method2槽为接口IVMap进行了复制,上面大家会进展座谈。图11展示了MyClass的秘籍表的SOS的出口。

图10 MyClass MethodTable Layout
亚洲城老虎机手机版 16

图11 SOS Dump of MyClass Method Table

!DumpMT -MD 0x9552a0
  Entry  MethodDesc  Return Type       Name
0097203b 00972040    String            System.Object.ToString()
009720fb 00972100    Boolean           System.Object.Equals(Object)
00972113 00972118    I4                System.Object.GetHashCode()
0097207b 00972080    Void              System.Object.Finalize()
00955253 00955258    Void              MyClass.Method1()
00955263 00955268    Void              MyClass.Method2()
00955263 00955268    Void              MyClass.Method2()
00955273 00955278    Void              MyClass.Method3()
00955283 00955288    Void              MyClass..cctor()
00955293 00955298    Void              MyClass..ctor()

别的类型的起头4个议程总是ToString, Equals, GetHashCode, and Finalize。这么些是从System.Object世袭的虚方法。Method2槽被进行了复制,不过都针对近似的艺术描述。代码彰显定义的.cctor和.ctor会分别和静态方法和实例方法分在风姿洒脱组。

亚洲城老虎机手机版 17
方法描述(MethodDesc卡塔尔国

艺术描述(MethodDesc卡塔 尔(英语:State of Qatar)

格局描述(MethodDesc卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎是CL昂科雷知道的措施达成的多个封装。有几体系型的方式描述,除了用于托管完毕,分别用于分歧的相互影响操作达成的调用。在本文中,大家只考查图3代码中的托管方法描述。方法描述在类加载进程中生出,最早化为指向IL。每一个方法描述蕴含贰个预编写翻译代理(PreJitStub卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎,担任触发JIT编写翻译。图12呈现了三个特出的布局,方法表的槽实际上指向代理,并非实际上的法子描述数据结构。对于实际的办法描述,那是-5字节的挥动,是各类方法的8个叠合字节的一片段。那5个字节富含了调用预编写翻译代理程序的命令。5字节的舞狮能够从SOS的DumpMT输出从观看,因为方法描述总是方法槽表指向的岗位前面包车型大巴5个字节。在首先次调用时,会调用JIT编写翻译程序。在编写翻译完结后,包蕴调用指令的5个字节会被跳转到JIT编写翻译后的x86代码的无需付费跳转指令覆盖。

图 12艺术描述

亚洲城老虎机手机版 18

图12的不二秘诀表槽指向的代码进行反汇编,显示了对预编译代理的调用。以下是在 Method2 被JIT编写翻译前的反汇编的简化展现。

Method2:

!u 0x00955263
Unmanaged code
00955263 call        003C3538        ;call to the jitted Method2()
00955268 add         eax,68040000h   ;ignore this and the rest
                                     ;as !u thinks it as code

今后我们进行此格局,然后反汇编相仿的地点:

!u 0x00955263
Unmanaged code
00955263 jmp     02C633E8        ;call to the jitted Method2()
00955268 add     eax,0E8040000h  ;ignore this and the rest
                                 ;as !u thinks it as code

在那地点,唯有起头5个字节是代码,剩余字节包涵了Method2的章程描述的数码。“!u”命令不知晓这或多或少,所以生成的是乱套的代码,你能够忽视5个字节后的具有东西。

CodeOrIL在JIT编写翻译前包蕴IL中艺术实现的相对虚地址(Relative Virtual Address ,EscortVA卡塔 尔(英语:State of Qatar)。此域用作标识,表示是不是IL。在按必要编写翻译后,CL大切诺基使用编写翻译后的代码地址更新此域。让大家从列出的函数中接纳四个,然后用DumpMT命令分别出口在JIT编写翻译前后的主意描述的内容:

!DumpMD 0x00955268
Method Name : [DEFAULT] [hasThis] Void MyClass.Method2()
MethodTable 9552a0
Module: 164008
mdToken: 06000006
Flags : 400
IL RVA : 00002068

编写翻译后,方法描述的剧情如下:

!DumpMD 0x00955268
Method Name : [DEFAULT] [hasThis] Void MyClass.Method2()
MethodTable 9552a0
Module: 164008
mdToken: 06000006
Flags : 400
Method VA : 02c633e8

艺术的这几个标记域的编码包括了点子的品种,举个例子静态,实例,接口方法恐怕COM达成。让我们看方法表此外三个目不暇接的上面:接口完结。它包裹了布局进度具备的复杂,让托管境况以为这点看起来轻松。然后,大家将表明接口怎么样进展布局和基于接口的办法分派的稳当工作章程。

亚洲城老虎机手机版 19
接口虚表图和接口图

接口虚表图和接口图(Interface Vtable Map and Interface Map卡塔尔国

在措施表的第12字节偏移处是三个第意气风发的指针,接口虚表(IVMap卡塔尔国。如图9所示,接口虚表指向二个利用程序域等级次序的映射表,该表以进度等级次序的接口ID作为目录。接口ID在接口类型第2回加载时创建。种种接口的落到实处都在接口虚表中有一个记下。若是MyInterface1被五个类达成,在接口虚表表中就有多少个记录。该记录会反向指向MyClass方法表内含的子表的带头地点,如图9所示。那是接口方法分派产生时选拔的援用。接口虚表是依赖方法表内含的接口图音讯创设,接口图在章程表布局进度中基于类的元数据创立。风姿洒脱旦类型加载成功,唯有接口虚表用于方法分派。

第28字节地方的接口图会指向内含在点子表中的接口消息记录。在这里种场所下,对MyClass完结的多少个接口中的每多个都有两条记下。第一条接口消息记录的起先4个字节指向MyInterface1的门类句柄(见图9图10卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎。接着的WO汉兰达D(2字节卡塔尔被一个注明占用(0意味着从父类派生,1意味由最近类完成卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎。在注解后的WO讴歌RDXD是叁个发轫槽(Start Slot卡塔尔国,被类加载器用来布局接口达成的子表。对于MyInterface2,初叶槽的值为4(从0早先编号卡塔尔,所以槽5和6指向实现;对于MyInterface2,发轫槽的值为6,所以槽7和8指向实现。类加载器会在须要时复制槽来发出如此的功用:每一种接口有本身的贯彻,可是物理映射到同样的点子描述。在MyClass中,MyInterface1.Method2和MyInterface2.Method2会指向相近的贯彻。

依据接口的艺术分派通过接口虚表举办,而直白的方式分派通过保留在每个槽的方法描述地址举办。如从前聊起,.NET框架使用fastcall的调用约定,最初2个参数在恐怕的时候日常通过ECX和EDX贮存器传递。实例方法的第贰个参数总是this指针,所以经过ECX存放器传送,能够在“mov ecx,esi”语句见到那或多或少:

mi1.Method1();
mov    ecx,edi                 ;move "this" pointer into ecx
mov    eax,dword ptr [ecx]     ;move "TypeHandle" into eax
mov    eax,dword ptr [eax 0Ch] ;move IVMap address into eax at offset 12
mov    eax,dword ptr [eax 30h] ;move the ifc impl start slot into eax
call   dword ptr [eax]         ;call Method1

mc.Method1();
mov    ecx,esi                 ;move "this" pointer into ecx
cmp    dword ptr [ecx],ecx     ;compare and set flags
call   dword ptr ds:[009552D8h];directly call Method1

那么些反汇编展现了第一手调用MyClass的实例方法未有选择偏移。JIT编写翻译器把艺术描述之处直接写到代码中。基于接口的摊派通过接口虚表爆发,和直接分派比较需求有个别外加的通令。二个下令用来获取接口虚表之处,另叁个获取形式槽表中的接口完毕的起来槽。何况,把三个指标实例转换为接口只必要拷贝this指针到目的的变量。在图2中,语句“mi1=mc”使用一个限令把mc的对象援引拷贝到mi1。

亚洲城老虎机手机版 20
虚分派(Virtual Dispatch)

虚分派(Virtual Dispatch)

当今大家看看虚分派,何况和借助接口的分担进行比较。以下是图3中MyClass.Method3的虚函数调用的反汇编代码:

mc.Method3();
Mov    ecx,esi               ;move "this" pointer into ecx
Mov    eax,dword ptr [ecx]   ;acquire the MethodTable address
Call   dword ptr [eax 44h]   ;dispatch to the method at offset 0x44

虚分派总是通过一个恒久的槽编号发生,和措施表指针在特定的类(类型卡塔尔实现档期的顺序非亲非故。在点子表布局时,类加载器用覆盖的子类的贯彻代替父类的完结。结果,对父对象的法子调用被分摊到子对象的贯彻。反汇编展现了分派通过8号槽发生,能够在调节和测量试验器的内部存款和储蓄器窗口(如图10所示卡塔尔和DumpMT的出口看到那一点。

亚洲城老虎机手机版 21
静态变量

静态变量(Static Variables卡塔尔国

静态变量是办法表数据结构的关键组成部分。作为艺术表的豆蔻梢头局部,它们分配在方式表的槽数组后。全部的原本静态类型是内联的,而对此组织和援引的档期的顺序的静态值对象,通在句柄表中创立的对象援引来针对。方法表中的靶子引用指向应用程序域的句柄表的指标援用,它援引了堆上创建的靶子实例。生龙活虎旦创造后,句柄表内的指标引用会使堆上的靶子实例保持生存,直到应用程序域被卸载。在图9 中,静态字符串变量str指向句柄表的靶子引用,后面一个指向GC堆上的MyString。

亚洲城老虎机手机版 22
EEClass

EEClass

EEClass在点子表创设前开端生活,它和形式表组成起来,是种类证明的CLPAJERO版本。实际上,EEClass和办法表逻辑上是一个数据结构(它们一同表示二个门类卡塔尔国,只可是因为运用频度的不等而被分别。平常利用的域放在方法表,而一时常使用的域在EEClass中。那样,必要被JIT编写翻译函数使用的音讯(如名字,域和偏移卡塔 尔(英语:State of Qatar)在EEClass中,不过运维时索要的音信(如虚表槽和GC新闻卡塔尔在艺术表中。

对每一个体系会加载七个EEClass到使用程序域中,富含接口,类,抽象类,数组和布局。各类EEClass是多少个被试行引擎跟踪的树的节点。CLLX570使用那一个互联网在EEClass结构中浏览,其目标包蕴类加载,方法表布局,类型验证和类型转变。EEClass的子-父关系基于世襲档期的顺序创立,而父-子关系基于接口档次和类加载顺序的组成。在执行托管代码的长河中,新的EEClass节点被投入,节点的涉及被增加补充,新的关联被确立。在互连网中,相邻的EEClass还会有贰个品位的涉嫌。EEClass有四个域用于管理被加载类型的节点关系:父类(Parent Class卡塔 尔(阿拉伯语:قطر‎,相邻链(sibling chain卡塔 尔(英语:State of Qatar)和子链(children chain卡塔尔。关于图4中的MyClass上下文中的EEClass的语义,请仿效图13

图13只体现了和这一个商量有关的一些域。因为大家忽略了布局中的一些域,大家从没在图中适逢其会展现偏移。EEClass有二个直接的对于措施表的援引。EEClass也本着在暗中同意使用程序域的高频堆分配的艺术描述块。在章程表创设时,对经过堆上分配的域描述列表的二个援用提供了域的布局音信。EEClass在运用程序域的低频堆分配,那样操作系统能够更好的开展内存分页管理,因而减削了劳作集。

图13 EEClass 布局

亚洲城老虎机手机版 23

图13中的此外域在MyClass(图3卡塔尔的上下文的意思可想而知。我们现在看看使用SOS输出的EEClass的真正的物理内部存款和储蓄器。在mc.Method1代码行设置断点后,运转图3的次序。首先选用命令Name2EE获得MyClass的EEClass的地点。

!Name2EE C:WorkingtestClrInternalsSample1.exe MyClass

MethodTable: 009552a0
EEClass: 02ca3508
Name: MyClass

Name2EE的第一个参数时模块名,能够从DumpDomain命令获得。今后大家获得了EEClass之处,我们输出EEClass:

!DumpClass 02ca3508
Class Name : MyClass, mdToken : 02000004, Parent Class : 02c4c3e4
ClassLoader : 00163ad8, Method Table : 009552a0, Vtable Slots : 8
Total Method Slots : a, NumInstanceFields: 0,
NumStaticFields: 2,FieldDesc*: 00955224

      MT    Field   Offset  Type           Attr    Value    Name
009552a0  4000001   2c      CLASS          static 00a8198c  str
009552a0  4000002   30      System.UInt32  static aaaaaaaa  ui

图13和DumpClass的出口看起来完全相仿。元数据令牌(metadata token,mdToken卡塔尔国表示了在模块PE文件中映射到内部存款和储蓄器的元数据表的MyClass索引,父类指向System.Object。从相邻链指向名称叫Program的EEClass,能够精通图13来得的是加载Program时的结果。

MyClass有8个虚表槽(可以被虚分派的法子卡塔尔国。就算Method1和Method2不是虚方法,它们得以在经过接口进行分摊时被感觉是虚函数并参加到列表中。把.cctor和.ctor参与到列表中,你会博得总共拾二个章程。最终列出的是类的三个静态域。MyClass没有实例域。别的域无庸赘述。

亚洲城老虎机手机版 24
Conclusion结论

结论

我们关于CLEnclave一些最重大的内在的追究旅程终于终止了。分明,还应该有众多难点供给涉及,何况亟需在越来越深的档期的顺序上商议,可是我们希望那能够帮衬您看看东西咋样行事。这里提供的累累的音信可能会在.NET框架和CL兰德奔驰G级的新兴版本中改换,可是纵然本文提到的CL福特Explorer数据结构恐怕改造,概念应该有限支撑不改变。

搭乘飞机通用语言运营时(CL索罗德卡塔 尔(英语:State of Qatar)将在成为在Windows®下支付应用程序的首要推荐架构,对其进展深刻通晓会支援你建构可行的工业强度的应用程序。在本文中,大家将探求CL卡宴内部,富含对象实例布局,方法表布局,方法分派,基于接口的分担和莫衷一是的数据结构。

本文由亚洲城ca88com手机版发布于亚洲城娱乐,转载请注明出处:NET框架内部了解CLR如何创建运行时对象,深入探

上一篇:从零开始搭建基于CEFGlue的CB 下一篇:没有了
猜你喜欢
热门排行
精彩图文