IL初步了解

一、概述：

近来也是在看AOP方面的东西，了解到Emit可以实现。之前对Emit的了解也就是停留在Reflector针对方法反编译出来的部分指令。就用这次机会学习下Emit也用这篇随笔记录下学习的过程。某些我也不了解的地方也希望各位了解的朋友指导下。

学习前可以先了解下Opcodes

二、工具

1、vs2015

2、.NET Reflector 9.0

三、入门示例

1、输出Hello World

C#代码

        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Hello world!");
        }

反编译获取到的IL代码

Emit实现代码

        public void HellowWorld()
        {
            //定义Hellow方法没有返回值没有参数
            DynamicMethod helloWorldMethod = new DynamicMethod("HellowWorld", null, null);

            //创建IL，动态生成代码
            ILGenerator IL = helloWorldMethod.GetILGenerator();
            //将输出推送到堆栈上
            IL.Emit(OpCodes.Ldstr, "Hello World!");
            //执行Console.WriteLine
            IL.Emit(OpCodes.Call, typeof(Console).GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(string) }));
            //方法结束
            IL.Emit(OpCodes.Ret);
            HelloWordDelegate Method = (HelloWordDelegate)helloWorldMethod.CreateDelegate(typeof(HelloWordDelegate));
            Method();
        }

委托调用过程中。如果有参数会提示“操作可能破坏运行时稳定性”。（没弄清楚）

四、构建程序集

1、下面通过构建一个类里面包含两个方法来做实例

        public int Add(int a, int b)
        {
            return a + b;
        }

        public string AddList(string[] array)
        {
            string result = string.Empty;
            ; i < array.Length; i++)
            {
                result = result + array[i];
            }
            return result;
        }

2、看下两个方法反编译出来的IL代码

下面我们来看看这段IL到底是如何实现的

●L0000到L0009：将string.Empty赋值给自定义变量resultName，加载整数0，L0009跳转到L001b执行
●L001b到L0027：加载1处索引值，加载参数1（静态从0开始），Ldlen将数组数目从0开始推送到堆栈上，对比两个数值的大小,（将对比结果存储到索引2处，然后再取出（这步实现中可省略）），然后跳转L_000b执行
●L000b到L001a：加载0处索引值，加载参数1，Ldelem_Ref用来加载string类型元素，执行string.concat方法，将值存储到索引0处，加载索引1处值，加载整数1，两值相加，将值存储到索引0处
●L002a结束返回

3、下面我们通过Emit代码来实现

        public void GenerateAssembly()
        {
            string name = "IL.Dynamic";
            string fileName = string.Format("{0}.dll", name);

            //构建程序集
            AssemblyName assemblyName = new AssemblyName(name);
            //应用程序集域
            AppDomain domain = AppDomain.CurrentDomain;
            //实例化一个AssemblyBuilder对象来实现动态程序集的构建
            AssemblyBuilder assemblyBuilder = domain.DefineDynamicAssembly(assemblyName, AssemblyBuilderAccess.RunAndSave);

            //定义模块（不加filename为瞬态模块,不持久）
            ModuleBuilder moduleBuilder = assemblyBuilder.DefineDynamicModule(name);

            //定义类型
            TypeBuilder typeBuilder = moduleBuilder.DefineType(name, TypeAttributes.Public);

            //定义一个Add方法进行简单的相加
            MethodBuilder methodBuilder = typeBuilder.DefineMethod("Add", MethodAttributes.Public, typeof(Int32), new Type[] { typeof(int), typeof(int) });

            //IL实现
            ILGenerator IL = methodBuilder.GetILGenerator();
            IL.Emit(OpCodes.Ldarg_1);
            IL.Emit(OpCodes.Ldarg_2);
            IL.Emit(OpCodes.Add);
            IL.Emit(OpCodes.Ret);

            //定义一个AddList字符串用for拼接方法
            MethodBuilder method2Builder = typeBuilder.DefineMethod("AddList", MethodAttributes.Public| MethodAttributes.Static, typeof(string), new Type[] { typeof(string[]) });
            FieldBuilder fieldName = typeBuilder.DefineField("resultName", typeof(string), FieldAttributes.Private | FieldAttributes.Static);
            ILGenerator addIL = method2Builder.GetILGenerator();

            //用来保存求和结果的局部变量
            LocalBuilder resultStr = addIL.DeclareLocal(typeof(String));
            ////循环中使用的局部变量
            LocalBuilder i = addIL.DeclareLocal(typeof(Int32));

            Label concatLabel = addIL.DefineLabel();
            Label LoopLabel = addIL.DefineLabel();

            //设置string result = string.Empty;
            addIL.Emit(OpCodes.Ldsfld, fieldName);
            addIL.Emit(OpCodes.Stloc_0);
            //设置i=0
            addIL.Emit(OpCodes.Ldc_I4_0);
            addIL.Emit(OpCodes.Stloc_1);
            addIL.Emit(OpCodes.Br, concatLabel);

            //进入循环体
            addIL.MarkLabel(LoopLabel);
            addIL.Emit(OpCodes.Ldloc_0);
            //参数指定静态从0开始
            addIL.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
            addIL.Emit(OpCodes.Ldloc_1);
            //Ldelem_Ref用来加载string 类型元素
            addIL.Emit(OpCodes.Ldelem_Ref);
            addIL.Emit(OpCodes.Call, typeof(string).GetMethod("Concat", new Type[] { typeof(string), typeof(string) }));
            addIL.Emit(OpCodes.Stloc_0);
            addIL.Emit(OpCodes.Ldloc_1);

            //i++
            addIL.Emit(OpCodes.Ldc_I4_1);
            addIL.Emit(OpCodes.Add);
            addIL.Emit(OpCodes.Stloc_1);

            addIL.MarkLabel(concatLabel);

            addIL.Emit(OpCodes.Ldloc_1);
            addIL.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
            addIL.Emit(OpCodes.Ldlen);
            addIL.Emit(OpCodes.Conv_I4);
            //Clt比较两值大小
            addIL.Emit(OpCodes.Clt);
            addIL.Emit(OpCodes.Brtrue_S, LoopLabel);

            addIL.Emit(OpCodes.Ldloc_0);
            addIL.Emit(OpCodes.Ret);

            Type type = typeBuilder.CreateType();
            assemblyBuilder.Save(fileName);

            , , ,  };
            string[] array = new string[] { "a", "b", "c" };
            object ob = Activator.CreateInstance(type);
            ,  });
            var result1 = type.GetMethod("AddList").Invoke(ob, new object[] { array });
        }

3.1、AssemblyBuilderAccess

Run	可以执行但不能保存
Save	保存但不能执行
RunAndSave	可以执行并保存
ReflectionOnly	只反射上下文中加载

4、运行输出

4.1、生成文件

借助工具反编译查看IL生成的C#代码

4.2、运行结果

通过这个实例对IL可以有了比较基础的了解，在之后的学习中再慢慢喝大家进行交流。项目下载System.IL