CLR-via-CSharp-04 第6章类型和成员基础

类型的各种成员

包括了：

常量
字段
实例构造器
类型构造器
方法
操作符重载
转换操作符
属性
事件
嵌套类型

类型可见性

我们定义一个类型的时候经常在前面用public修饰，这代表了这个类型可以被该程序集以及其他程序集的代码都可见。实际上除了public以外，还有一个internal修饰符，代表着某个类型只可以被当前程序集使用。

当没有指定为public的时候，会被默认指定为internal。

友元程序集

使用System.Runtime.CompilerServices命名空间中的InternalsVisibleTo特性表明友元程序集。

using System;
using System.Runtime.CompilerServices;

[assembly:InternalsVisibleTo("Wintellect, PublicKey=12346dfsadfsda6f5123")]

internal sealed class SomeInternalType {}

像上面这么写，就是规定了名字为Wintellect，公钥为PublicKey的程序集为友元集合。

成员的可访问性

private
protected
public

没啥好说的了。

静态类

使用static修饰一个类，这个类不能被实例化，只能拥有静态成员。注意这个关键字不能用于值类型，因为CLR总是允许值类型实例化。

还有以下限制：

静态类必须直接从System.Object派生
静态类不能实现任何接口
静态类只能定义静态成员
静态类不能字段、方法参数或局部变量

public static class StaticClass
{
    public static UInt32 UIntValue;

    public static void Func()
    {
        Console.WriteLine(UIntValue);
    }
}

使用ILDasm可以看到一个静态类实际上是一个抽象（意味着不可被实例化）密封（意味着不可作为基类）类，而且看不到实例构造器.ctor方法。

分部类、结构和接口

分部类的关键字是partial，意味着一个类、结构或者接口的定义可以被分散到不止一个源代码中去。

当这些文件被编译到一起的时候，编译器会合并代码，最终运行的CLR对partial是一无所知的。

组件、多态和版本控制

CLR如何调用虚方法、属性和事件

IL中有两个指令可以调用一个方法：

call 可以调用静态方法、实例方法和虚方法。call假定了调用的对象不为null，常用以非虚方式调用虚方法。
callvirt 不能调用静态方法，可以调用实例方法和虚方法。CLR会调查发出调用的对象的实际类型，然后以多态的方式去调用方法。为了能够确定类型（通过GetType()），所以调用的对象绝对不能是null，否则会抛出NullReferenceException异常。由于要做这个额外的检查，所以执行速度要比call指令慢。

看一下几种意想不到的情况。

为什么有时候对一个非虚方法要调callvir：

public class Program
{
    public Int32 GetFive() { retur -5; }
    public static void Main()
    {
        Program p = null;
        Int32 x = p.GetFive(); // NullReferenceException
    }
}

在这里为啥不直接生成call命令呢？因为GetFive()这个方法里面没有用到任何的成员，如果使用call，当实例是null的时候，内部是不会抛空引用异常的。而使用了callvir就可以抛出空引用异常。

为什么有时候又要用call：

class SomeClass
{
    public override String ToString()
    {
        return base.ToString();
    }
}

.method public hidebysig virtual instance string 
        ToString() cil managed
{
  // 代码大小       12 (0xc)
  .maxstack  1
  .locals init ([0] string CS$1$0000)
  IL_0000:  nop
  IL_0001:  ldarg.0
  IL_0002:  call       instance string [mscorlib]System.Object::ToString()
  IL_0007:  stloc.0
  IL_0008:  br.s       IL_000a
  IL_000a:  ldloc.0
  IL_000b:  ret
} // end of method Program::ToString

可以看到SomeClass.ToString()里又调用了base.ToString()。里面这句base.ToString()的调用是用call指令调用的。这是为了错误的避免递归调用。

不要误解为IL后面跟着基类的名字才会用call。假如有外部调用SomeClass.ToString()方法，其IL语句后面也是Object。

1 2	SomeClass s = new SomeClass(); s.ToString();

1	IL_0008: callvirt instance string [mscorlib]System.Object::ToString()

另外，值类型也倾向于使用call。有两个原因：

值类型都是sealed的，不用考虑多态
值类型不可能是空引用，不需要验证是否为空引用

设计类的时候尽量减少虚函数

虚函数都需要使用callvir，速度比较慢，性能比较低，能少一些就少一些。

尽可能定义封闭类

封闭类中的虚函数会被call调用，这些虚函数会被「特化(Specialization)」。

由于封闭类不用考虑多态，会被编译器做一次优化，使得调用封闭类中的虚函数的时候使用call就行了，可以提高性能。