泛型委托,开始聊聊C#泛型和委托(一)

上篇文章简单的谈了谈C#编译器和JIT编译器,本来想接着写类型,对象,线程栈和托管堆在运行时的相互关系的,可惜讲解这部分采用画图的方式比较好。我在用计算机画图方面比较烂,也不懂有什么工具好用,所以就先跳过了。
在JAVA中,泛型只被JAVA编译器支持,并不被JVM所支持。类比到.NET来说,也就是被C#编译器支持而不被CLR所支持。这样就产生了很多有趣的问题。我们都知道我们的代码都要经过编译器的翻译改动,JAVA中的泛型就是JAVA编译器采用类型擦除的方式来实现泛型的。定义的泛型类型,都自动提供了一个相应的原始类型(raw type)原始类型的名字就是删去类型参数后的泛型名,擦出掉类型变量,并替换为限定类型(无限定的变量用Object),可以看做是语法糖吧。比如:
public class MyHashMap { private HashMap m_map = new HashMap(); public TValue get(TKey key) { return this.m_map.get(key); } public void put(TKey key, TValue value) { this.m_map.put(key, value); } public static void main(String[] args) { MyHashMap map = new MyHashMap(); map.put("Hello", 5); int i = map.get("Hello"); } }
编译成字节码后,就成了下面这个样子(这里还用JAVA代码来表示)
public class MyHashMap { private HashMap m_map = new HashMap(); public Object get(Object key) { return this.m_map.get(key); } public void put(Object key, Object value) { this.m_map.put(key, value); } public static void main(String[] args) { MyHashMap map = new MyHashMap(); map.put("Hello", 5); int i = (Integer)map.get("Hello"); } }
好吧,看到Object,我承认我又想起装箱了,可以看出Java中的泛型没有解决装箱问题。 由于JVM并不知道泛型类型,所以JAVA中就是以JAVA编译器的语法糖的形式来表现的。当初我刚接触JAVA的时候,的确会被下面几种错误弄得很困惑。
public class MyClass { public static void myMethod(Object item) { if (item instanceof SomeType) { // 报错 ... } SomeType st = new SomeType(); // 报错 SomeType[] myArray = new SomeType[10]; // 报错 } }

在这里我们可以想一下,到底怎么样才算真正的支持泛型呢?在.NET中,由于代码最终是由CLR根据元数据来执行IL代码,因此,可以很容易理解:
1.IL中一定会有一个新指令来识别“类型参数”。
2.我们知道类型和方法的定义在元数据表中都会有相应的表示,因此为了支持泛型,元数据的格式也会有所改动。
3.修改JIT编译器来执行新的IL指令。
也就是说,泛型类型定义能够完整的编译为MSIL类型。
泛型类型的运行大概的流程如下:
C#编译器生成IL和元数据,表示泛型类定义,JIT编译器则会把泛型类型定义与一系列的类型参数组合起来。
具体点来说,IL为初始化某个泛型类型的实例预留了占位符,JIT编译器会在运行的时候,生成机器代码的时候“补全定义”。JIT把相应的IL代码编译成X86指令,同时优化。优化什么内容了呢?比如,在类型参数是引用类型的时候,就能使用相同的机器代码来表示。为啥是引用类型而不是值类型呢?因为引用类型基本上都是指针,本质上来讲结构都是一样的。
这里又要谈一下类加载。JIT不是在某个类加载时就为其生成完整的X86指令,而是仅在类中的每个方法被第一次调用的时候才开始编译的。(我现在觉得应该先讲讲类型,对象,线程栈和托管堆在运行时的相互关系比较好)。这样,就会先在IL代码上执行一个占位符替换步骤,替换成具体类型,随后再像普通类一样按需编译。
好吧,你可以看出,在执行之前占位符被替换成具体类型了,因此泛型的匹配度是相当高的。应该说就是精确匹配。这个会影响什么地方呢?在方法重载的时候就会有体现了,下篇文章用代码说明。
Tags:  泛型集合 泛型方法 泛型编程 java泛型 泛型委托

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