從IL角度徹底理解回呼_委托_指標
目錄
- 從IL角度徹底理解回呼_委托_指標
- 1.創作此文的背景
- 1.1.委托能幫助代碼更好地封裝
- 1.2.委托能隨時隨地更方便地運行其他類中的方法
- 1.3.委托非常適合做發布訂閱者設計模式
- 1.4.委托也適合做遠程rpc的回呼函式
- 1.5.真正把委托的前因后果講清楚的文章并不多
- 2.概念
- 2.1.指標(C語言)
- 2.2.委托
- 2.3.回呼
- 3.代碼
- 3.1.案例
- 3.2.代碼
- 3.3.代碼演示效果
- 4.IL代碼
- 4.1.什么是IL代碼
- 4.2.使用JetBrains公司給C#開發的Rider編譯器打開IL代碼
- 4.3.IL代碼分析
- 4.3.1.委托類
- 4.3.2.Program類中的main方法
- 5.委托到底本質是什么？
- 6.回呼的應用場景
- 6.1.遠程rpc
- 6.2.作為行程內類與類之間的相互呼叫的媒介
- 6.3.基于記憶體級別的訊息訂閱發布者模式
- 7.回呼，委托，指標三者之間的關系
- 8.小結
- 8.1.IL代碼中call與callvirt的區別
- 8.2.委托鏈
- 9.參考
1.創作此文的背景
又是一個月的時間沒寫博文，瞎忙活，來武漢重新上班了，武漢這邊中小學都開學了，很安全，大家可以放心
來商務出差個人游玩，重新招了個后端進團隊，一個是在QQ技術群認識的，在他身上放佛看到了過去的自己，希
望以后能幫我分擔更多的作業，得組織培訓，分配任務，完成新目標（鐵路動環系統的重構），還需要再招一個
得力的，能認真作業，分析問題解決問題，分擔一部分壓力的，走走停停的，好了不說廢話了，下面進入正文，
寫本篇博客的目的
1.1.委托能幫助代碼更好地封裝
1.2.委托能隨時隨地更方便地運行其他類中的方法
1.3.委托非常適合做發布訂閱者設計模式
1.4.委托也適合做遠程rpc的回呼函式
1.5.真正把委托的前因后果講清楚的文章并不多
2.概念
2.1.指標(C語言)
指標的本質是變數，而且是一個存放變數地址的變數，
2.2.委托
委托的本質是一個類，里面有開始呼叫，當前呼叫，結束呼叫，利用委托鏈來管理，保存在物理記憶體的堆疊中，
一般來說，委托會通過首尾相連接組織成委托鏈（鏈表形式），委托鏈（+=）本質是一個函式指標佇列，
2.3.回呼
c語言里指通過函式指標來呼叫函式，程式員自己來管理所需要呼叫的函式指標的佇列；而C#里則是通過委托來
管理函式佇列（+=），一旦委托被回呼，則第一個先入隊的方法會先執行，而且所有的函式需要有相同的形參，
不需要的形參不用即可，
3.代碼
3.1.案例
講一下智能樓宇系統中的應用案例，有一個中控，是發布系統，通過燈控委托來回呼發布方法進行發布燈控
命令，其他樓層燈物體屬于訂閱者，根據接收到的命令來操作控制燈的打開或者關閉，
3.2.代碼
燈控發布者代碼
public class ControlSystem
{
public string _cmd;
public ControlSystem(string cmd)
{
_cmd = cmd;
}
public static void Publish(string msg)
{
Console.WriteLine("控制系統發布命令："+msg);
}
public void CallBack(Program.LightControlCallBackMQ callback)
{
callback(_cmd);
}
}
1樓訂閱者代碼
public class FirstFloorLight
{
public static void lightController(string msg)
{
System.Console.WriteLine("1樓訂閱者接收到訊息："+msg);
System.Console.WriteLine("1樓打開燈光");
}
}
2樓訂閱者代碼
public class SecondFloorLight
{
public static void lightController(string msg)
{
System.Console.WriteLine("2樓訂閱者接收到訊息："+msg);
System.Console.WriteLine("2樓不打開燈光");
}
}
應用層代碼
public class Program
{
public delegate void LightControlCallBackMQ(string msg);
static void Main(string[] args)
{
//1.約定回呼函式呼叫的方法
LightControlCallBackMQ callback;
callback = ControlSystem.Publish;
callback += FirstFloorLight.lightController;
callback += SecondFloorLight.lightController;
//2.創建控制訊息發布的物體物件,并且傳入控制命令
ControlSystem _controlHub = new ControlSystem("打開1樓燈光");
//3. 發布訊息
_controlHub.CallBack(callback);
System.Console.ReadKey();
}
}
3.3.代碼演示效果
4.IL代碼
4.1.什么是IL代碼
IL 全稱，Intermediate Language，使用.NET框架提供的編譯器可以直接將源程式編譯為.exe或.dll
檔案，但此時編譯出來的程式代碼并不是CPU能直接執行的機器代碼，而是一種中間語言IL（Intermediate
Language）的代碼，而此代碼會由.net框架的運行時去解釋運行，
4.2.使用JetBrains公司給C#開發的Rider編譯器打開IL代碼
4.3.IL代碼分析
4.3.1.委托類
在main函式之前，IL會先初始化一個委托類 LightControlCallBackMQ，該類主要由當前呼叫方法Invoke()，
起始呼叫方法BeginInvoke(),最終呼叫方法EndInvoke()三個方法組成，這三個方法加上鏈表演算法能夠實作多個
委托之間的委托鏈組織，
.class nested public sealed auto ansi
LightControlCallBackMQ
extends [System.Runtime]System.MulticastDelegate
{
.method public hidebysig specialname rtspecialname instance void
.ctor(
object 'object',
native int 'method'
) runtime managed
{
// Can't find a body
} // end of method LightControlCallBackMQ::.ctor
.method public hidebysig virtual newslot instance void
Invoke(
string msg
) runtime managed
{
// Can't find a body
} // end of method LightControlCallBackMQ::Invoke
.method public hidebysig virtual newslot instance class [System.Runtime]System.IAsyncResult
BeginInvoke(
string msg,
class [System.Runtime]System.AsyncCallback callback,
object 'object'
) runtime managed
{
// Can't find a body
} // end of method LightControlCallBackMQ::BeginInvoke
.method public hidebysig virtual newslot instance void
EndInvoke(
class [System.Runtime]System.IAsyncResult result
) runtime managed
{
// Can't find a body
} // end of method LightControlCallBackMQ::EndInvoke
} // end of class LightControlCallBackMQ
4.3.2.Program類中的main方法
.method private hidebysig static void
Main(
string[] args
) cil managed
{
.entrypoint
.maxstack 3
//在main方法中呼叫了兩個類，一個委托類，一個是_controlHub類，用來發布控制訊息
.locals init (
[0] class CallbackDelegate.Program/LightControlCallBackMQ callback,
[1] class CallbackDelegate.ControlSystem _controlHub
)
// [9 9 - 9 10]
IL_0000: nop
// [12 13 - 12 46]
//指標清零，避免野指標的出現
IL_0001: ldnull
//將指標指向ControlSystem實作Publish方法
//從這里看出委托就是通過底層指標去實作的
IL_0002: ldftn void CallbackDelegate.ControlSystem::Publish(string)
//實體化一個委托
IL_0008: newobj instance void CallbackDelegate.Program/LightControlCallBackMQ::.ctor(object, native int)
//從計算堆疊的頂部彈出當前值并將其存盤到索引 0 處的區域變數串列中，
//將委托地址存到指標變數中
IL_000d: stloc.0 // callback
// [13 13 - 13 57]
//將索引 0 處的區域變數（這里）加載到計算堆疊上
//將0索引的變數處的委托存到堆疊上
IL_000e: ldloc.0 // callback
//指標清零，避免野指標的出現
IL_000f: ldnull
//將指標指向FirstFloorLight類中的lightController方法推送到堆疊上
IL_0010: ldftn void CallbackDelegate.FirstFloorLight::lightController(string)
//新建一個委托物件
IL_0016: newobj instance void CallbackDelegate.Program/LightControlCallBackMQ::.ctor(object, native int)
//呼叫委托合并方法Combine，這里也就是委托鏈管理的函式指標佇列的本質了
IL_001b: call class [System.Runtime]System.Delegate [System.Runtime]System.Delegate::Combine(class [System.Runtime]System.Delegate, class [System.Runtime]System.Delegate)
//嘗試將參考傳遞的物件轉換為指定的類，castclass使代碼可驗證
IL_0020: castclass CallbackDelegate.Program/LightControlCallBackMQ
//將委托類方法地址存到指標變數中
IL_0025: stloc.0 // callback
// [14 13 - 14 58]
//將最新的委托類地址存到堆疊中
IL_0026: ldloc.0 // callback
//指標清零，避免野指標的出現
IL_0027: ldnull
//將實作SecondFloorLight類中的lightController方法推送到堆疊上
IL_0028: ldftn void CallbackDelegate.SecondFloorLight::lightController(string)
//新建一個委托物件
IL_002e: newobj instance void CallbackDelegate.Program/LightControlCallBackMQ::.ctor(object, native int)
//呼叫委托合并方法Combine，這里也就是委托鏈管理的函式指標佇列的本質了
IL_0033: call class [System.Runtime]System.Delegate [System.Runtime]System.Delegate::Combine(class [System.Runtime]System.Delegate, class [System.Runtime]System.Delegate)
//嘗試將參考傳遞的物件轉換為指定的類，castclass使代碼可驗證
IL_0038: castclass CallbackDelegate.Program/LightControlCallBackMQ
//從計算堆疊的頂部彈出當前值并將其存盤到索引 0 處的區域變數串列中，
IL_003d: stloc.0 // callback
// [17 13 - 17 69]
//定義字串參考"打開1樓燈光"
IL_003e: ldstr "打開1樓燈光"
//實體化ControlSystem命名_controlHub
IL_0043: newobj instance void CallbackDelegate.ControlSystem::.ctor(string)
//取當前_controlHub物件地址 存到變數中
IL_0048: stloc.1 // _controlHub
// [19 13 - 19 44]
//將_controlHub存到堆疊中
IL_0049: ldloc.1 // _controlHub
//將0索引處的指標變數（即委托）存如堆疊中
IL_004a: ldloc.0 // callback
//對物件呼叫后期系結方法，并且將回傳值推送到計算堆疊上，
//呼叫_controlHub中的CallBack方法，而在CallBack中會直接呼叫委托鏈上的方法
IL_004b: callvirt instance void CallbackDelegate.ControlSystem::CallBack(class CallbackDelegate.Program/LightControlCallBackMQ)
IL_0050: nop
// [21 13 - 21 38]
IL_0051: call valuetype [System.Console]System.ConsoleKeyInfo [System.Console]System.Console::ReadKey()
IL_0056: pop
// [22 9 - 22 10]
IL_0057: ret
} // end of method Program::Main
5.委托到底本質是什么？
它是一個類，指標變數堆疊，通過委托鏈來管理，存在堆疊上，委托的呼叫順序是佇列形式，即先進先出，給委托
增加方法時，本質是先實體化一個委托，再通過combine方法與原委托進行首尾結合（類似鏈表形式），最終
通過原委托的當前呼叫方法Invoke()，起始呼叫方法BeginInvoke(),最終呼叫方法EndInvoke()三個方法來管理委托鏈上的方法
呼叫，
6.回呼的應用場景
6.1.遠程rpc
mqtt或者其他網路協議庫(如newlife.Net或者dotNetty等)訊息接收呼叫，
例子：
mqtt心跳回呼處理
6.2.作為行程內類與類之間的相互呼叫的媒介
特別是需要高性能，事件型驅動的場景，
6.3.基于記憶體級別的訊息訂閱發布者模式
基本文中的例子3.2
7.回呼，委托，指標三者之間的關系
指標是底層方法之間呼叫的媒介，委托是指標的一個佇列，可以將不同類的方法加入到此佇列中，進行順序呼叫，
回呼是一個概念，即呼叫函式，可通過委托去呼叫函式，是回呼的一個例子，
8.小結
8.1.IL代碼中call與callvirt的區別
若使用callvirt，則回傳的是SubClasses，使用call回傳的是ParentClass，因為委托鏈需要母子傳遞
下去，所以需要用callvirt來呼叫委托方法，
8.2.委托鏈
BeginInvoke()方法最侄訓通過指標指向Invoke()方法地址，Invoke()最侄訓通過指標指向EndInvoke()
方法地址，而EndInvoke()最侄訓地址指向委托鏈上下一個委托的BeginInvoke()呼叫地址，如此類似鏈表
的組織形式，形成了委托鏈呼叫，
9.參考
建議neter們應該有事沒事多看看看自己寫的代碼的IL，給個查詢IL指令集的鏈接
.net IL 指令速查
本人提供的回呼函式git下載鏈接
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