从零起初搭建基于CEFGlue的CB/S的winform项目

据悉CEF,用.net包装过的Xilium.CefGlue/3,基于此框架能够很有利在你的winform等C/S项目中搭建一个内建的浏览器

原文地址:http://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/cc163791.aspx
初稿宣布日期: 9/19/2005
初稿已经被 Microsoft
删除了,收集过程中发现众多篇章图都不全,这是因为原文的图都不全,所以特收集完整全文。

Chromium Embedded Framework (CEF)是个基于Google Chromium项目标开源Web
browser控件,补助Windows, Linux, Mac平台。
CEFGlue是此C++写就CEF类库的C#
移植版。基于此类库,大家得以很方便的在我们的winform等C/S项目中放到Chrome浏览器。
当我们在档次中引入了CEFGlue类库之后,大家还亟需引入CEF类库,因为大家需要经过P/Invoke来调用CEF类库的C++方法。因而一旦我们想要在大家的C/S项目中引入浏览器就需要经过引入这几个类库了。

目录

大约就介绍到这里了。一起首,我们机关的经营叫我去维护一个已有些序列,并尝试优化。该项目就是一个单机版的采取,由于客户的需要(客户的仓库相比偏远,连不上网,因而,只可以用C/S来做,可是界面winform的界面又丑,如若用wpf,又耗内存,而且部门没有回WPF的,借使接纳GDI+以及重绘控件,又麻烦,当时他们赶时间,由此就有了此项目-基于Chrome内核的CB/S项目)。首席执行官叫自己去询问下,项目代码都给自家了,一起初就是懵逼啊,虽然以前玩过webbrowes控件,但这是基于IE,而且是早就封装好的,引用下就行,不麻烦,这会可以全新的事物,依旧尚未听过的,于是,就想着自己来尝试吧,找资料,然后自己搭个demo,跑起来,这样的话,领悟会更深。说干就干,一顿搜狗和百度,找到了一部分资料,如下:
基于.net开发chrome主题浏览器【二】
据悉QT的webkit与ExtJs开发CB/S结构的公司应用管理体系 
Xilium.CefGlue与CEF库的版本匹配关系 

前言

  • SystemDomain, SharedDomain, and DefaultDomain。
  • 目的布局和内存细节。
  • 方法表布局。
  • 主意分派(Method dispatching)。

因为国有语言运行时(CLR)即将成为在Windows上开创应用程序的主角级基础架构,
多领悟点关于CLR的深度认识会赞助你构建便捷的, 工业级健壮的应用程序.
在那篇作品中, 我们会浏览,调查CLR的内在精神, 包括对象实例布局,
方法表的布局, 方法分派, 基于接口的分摊, 和形形色色的数目结构.

咱俩会动用由C#写成的万分简单的代码示例,
所以任何对编程语言的隐式引用都是以C#语言为对象的.
讨论的一些数据结构和算法会在Microsoft® .NET Framework 2.0中改变,
不过多数的定义是不会变的. 我们会动用Visual Studio® .NET 2003
Debugger和debugger extension Son of Strike (SOS)来窥探一些数码结构.
SOS可以了然CLR内部的数据结构, 可以dump出有用的音讯. 通篇,
我们会谈论在Shared Source CLI(SSCLI)中所有相关落实的类, 你可以从
http://msdn.microsoft.com/net/sscli 下载到它们.

图表1 会帮助您在寻觅一些构造的时候到SSCLI中的新闻.

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

在我们开头前,请留心:本文提供的信息只对在X86平台上运行的.NET Framework
1.1行之有效(对于Shared Source CLI
1.0也多数适用,只是在少数交互操作的境况下必须小心例外),对于.NET
Framework
2.0会有改变,所以请不要在构建软件时依赖于这些内部结构的不变性。

有了这一个基础,不再对CEF两眼抹黑了,当然我未曾去探究基础实现。于是自己便开头投机搭建了,哎,说起来都是泪呀,满屏的英文材料,看的眼睛疼,然而依然熬过来了,下边介绍下啊,首先给多少个官网链接,分别是CEFGlue和CEF的下载路径:
https://bitbucket.org/xilium/xilium.cefglue/downloads/
http://opensource.spotify.com/cefbuilds/index.html
切切实实怎么用,请参考:
利用CEF(CEFGLUE)作为你的客户端UI(一) 

CLR启动程序(Bootstrap)创设的域

在CLR执行托管代码的第一行代码前,会创制两个使用程序域。其中多少个对于托管代码甚至CLR宿主程序(CLR
hosts)都是不可见的。它们只好由CLR启动进程成立,而提供CLR启动进程的是shim——mscoree.dll和mscorwks.dll
(在多处理器系统下是mscorsvr.dll)。正如 图2
所示,那么些域是系统域(System Domain)和共享域(Shared
Domain),都是应用了单件(Singleton)形式。第三个域是缺省应用程序域(Default
AppDomain),它是一个AppDomain的实例,也是唯一的有命名的域。对于简易的CLR宿主程序,比如控制台程序,默认的域名由可进行映象文件的名字组成。此外的域可以在托管代码中应用AppDomain.CreateDomain方法创制,或者在非托管的代码中利用ICORRuntimeHost接口创立。复杂的宿主程序,比如
ASP.NET,对于特定的网站会基于应用程序的多寡制造六个域。

图 2 由CLR启动程序创立的域 ↓

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必然要留心CEFGlue和CEF的版本的相应,要不然会有问题。
其次就是CEF版本的下载了:
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系统域(System Domain)

系统域负责创建和起先化共享域和默认使用程序域。它将系统库mscorlib.dll载入共享域,并且珍惜过程范围之中采纳的带有或者显式字符串符号。

字符串驻留(string interning)是 .NET Framework
1.1中的一个优化特性,它的处理格局显得有点昏头转向,因为CLR没有给程序集机会选拔此特性。即使如此,由于在享有的应用程序域中对一个特定的标志只保留一个对应的字符串,此特性可以省去内存空间。

系统域还承担发生过程范围的接口ID,并用来成立每个应用程序域的接口虚表映射图(InterfaceVtableMaps)的接口。系统域在经过中保障跟踪所有域,并贯彻加载和卸载应用程序域的功用。

自己一最先下载的是debug和release,这五个都是唯有dll的,没有什么样用,后来我下载了Simple版的,就是windows
Client的,下载解压后把release下的文书复制到了winform
bin下的release就足以了.
留神,一定要对应CEF与CEFGlue的本子,下载CEF要下载Simple的十分(就自身而言,我是如此多的,此外版本的您只要也得以运作,也得以下载)

共享域(Shared Domain)

装有不属于其余特定域的代码被加载到系统库SharedDomain.Mscorlib,对于有所应用程序域的用户代码都是必备的。它会被电动加载到共享域中。系统命名空间的核心项目,如Object,
ValueType, Array, Enum, String, and
Delegate等等,在CLR启动程序过程中被优先加载到本域中。用户代码也可以被加载到这么些域中,方法是在调用CorBindToRuntimeEx时使用由CLR宿主程序指定的LoaderOptimization特性。控制台程序也足以加载代码到共享域中,方法是接纳System.LoaderOptimizationAttribute特性表明Main方法。共享域还管理一个拔取基地址作为目录的次第集映射图,此映射图作为管理共享程序集倚重关系的查找表,这么些程序集被加载到默认域(DefaultDomain)和另外在托管代码中开创的运用程序域。非共享的用户代码被加载到默认域。

默认域(Default Domain)

默认域是采纳程序域(AppDomain)的一个实例,一般的应用程序代码在其中运行。尽管有些应用程序需要在运行时创制额外的使用程序域(比如有些使用插件,plug-in,架构或者进行重大的运作时代码生成工作的应用程序),大部分的应用程序在运行期间只开创一个域。所有在此域运行的代码都是在域层次上有上下文限制。假使一个应用程序有六个应用程序域,任何的域间访问会通过.NET
Remoting代理。额外的域内上下文限制音讯方可接纳System.ContextBoundObject派生的类型创设。每个应用程序域有投机的平安描述符(SecurityDescriptor),安全上下文(SecurityContext)和默认上下文(DefaultContext),还有温馨的加载器堆(高频堆,低频堆和代理堆),句柄表,接口虚表管理器和程序集缓存。

加载器堆(Loader Heaps)

加载器堆的意义是加载不同的运行时CLR部件和优化在域的百分之百生命期内存在的预制构件。这么些堆的增高基于可预测块,这样可以使碎片最小化。加载器堆不同于垃圾回收堆(或者对称多处理器上的五个堆),垃圾回收堆保存对象实例,而加载器堆同时保留类型系统。平时访问的构件如方法表,方法描述,域描述和接口图,分配在屡次堆上,而较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问安全性(code
access security, CAS)的代办部件,如COM封装调用和平台调用(P/Invoke)。

从高层次了解域后,我们准备看看它们在一个简易的应用程序的前后文中的物理细节,见
图3。大家在程序运行时停在mc.Method1(),然后利用SOS调试器扩充命令DumpDomain来输出域的信息。(请查看
Son of
Strike
询问SOS的加载信息)。那里是编写后的出口:

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();
    }
}

俺们的控制台程序,Sample1.exe,被加载到一个名为”Sample1.exe”的使用程序域。Mscorlib.dll被加载到共享域,然而因为它是着力系统库,所以也在系统域中列出。每个域会分配一个再三堆,低频堆和代办堆。系统域和共享域使用同样的类加载器,而默认应用程序使用自己的类加载器。

出口没有显得加载器堆的保存尺寸和已交给尺寸。高频堆的初叶化大小是32KB,每回提交4KB。SOS的输出也从不呈现接口虚表堆(InterfaceVtableMap)。每个域有一个接口虚表堆(简称为IVMap),由友好的加载器堆在域开头化阶段创立。IVMap保留大小是4KB,起先时交由4KB。我们将会在延续部分研究项目布局时研商IVMap的意义。

图2
展现默认的历程堆,JIT代码堆,GC堆(用于小目的)和大目的堆(用于大小相等如故超越85000字节的目的),它表达了这一个堆和加载器堆的语义区别。即时(just-in-time,
JIT)编译器爆发x86指令并且保留到JIT代码堆中。GC堆和大目标堆是用来托管对象实例化的垃圾堆回收堆。

品种原理

花色是.NET编程中的基本单元。在C#中,类型可以接纳class,struct和interface关键字展开宣示。大多数项目由程序员显式创设,然则,在专门的互相操作(interop)意况和远程对象调用(.NET
Remoting)场所中,.NET
CLR会隐式的爆发类型,这一个暴发的品类涵盖COM和运转时可调用封装及传输代理(Runtime
Callable Wrappers and Transparent Proxies)。

大家通过一个暗含对象引用的栈起先研讨.NET类型原理(典型地,栈是一个对象实例起初生命期的地方)。
图4中突显的代码包含一个大概的次第,它有一个控制台的入口点,调用了一个静态方法。Method1创建一个SmallClass的品种实例,该类型涵盖一个字节数组,用于演示咋样在大目的堆创设对象。就算这是一段无聊的代码,不过足以援助我们举办琢磨。

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 呈现了截止在Create方法”return smallObj;”
代码行断点时的fastcall栈结构(fastcall时.NET的调用规范,它表明在可能的动静下将函数参数通过寄存器传递,而此外参数遵照从右到左的相继入栈,然后由被调用函数完成出栈操作)。本地值类型变量objSize内含在栈结构中。引用类型变量如smallObj以一定大小(4字节DWORD)保存在栈中,包含了在一般GC堆中分红的对象的地方。对于传统C++,这是目标的指针;在托管世界中,它是目的的引用。不管如何,它涵盖了一个对象实例的地方,我们将运用术语对象实例(ObjectInstance)描述对象引用指向地址地方的数据结构。

图5 SimpleProgram的栈结构和堆

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相似GC堆上的smallObj对象实例包含一个名为 _largeObj
的字节数组(注意,图中展示的轻重缓急为85016字节,是实际上的储备大小)。CLR对超越或等于85000字节的目的的拍卖和小目的不同。大目的在大目的堆(LOH)上分红,而小目的在形似GC堆上创立,这样可以优化对象的分配和回收。LOH不会缩短,而GC堆在GC回收时举行压缩。还有,LOH只会在一齐GC回收时被回收。

smallObj的对象实例包含类型句柄(TypeHandle),指向对应品种的方法表。每个讲明的档次有一个方法表,而同一类型的有着目的实例都对准同一个方法表。它富含了花色的风味新闻(接口,抽象类,具体类,COM封装和代办),实现的接口数目,用于接口分派的接口图,方法表的槽(slot)数目,指向相应实现的槽表。

艺术表指向一个名为EEClass的机要数据结构。在点子表创制前,CLR类加载器从元数据中开创EEClass。
图4中,SmallClass的主意表指向它的EEClass。这一个协会指向它们的模块和次序集。方法表和EEClass一般分配在共享域的加载器堆。加载器堆和行使程序域关联,这里提到的数据结构一旦被加载到里头,就直到应用程序域卸载时才会没有。而且,默认的采取程序域不会被卸载,所以这么些代码的生存期是截止CLR关闭截至。

对象实例

正如大家说过的,所有值类型的实例或者隐含在线程栈上,或者隐含在 GC
堆上。所有的引用类型在 GC 堆或者 LOH 上创立。图 6
显示了一个超人的目的布局。一个对象能够透过以下途径被引述:基于栈的局部变量,在相互操作依然平台调用处境下的句柄表,寄存器(执行措施时的
this 指针和章程参数),拥有终结器( finalizer )方法的靶子的终结器队列。
OBJECTREF 不是指向目的实例的先河地方,而是有一个 DWORD 的偏移量( 4
字节)。此 DWORD 称为对象头,保存一个针对 SyncTableEntry 表的目录(从 1
先导计数的 syncblk
编号。因为经过索引举办连续,所以在需要扩张表的高低时, CLR
可以在内存中活动这么些表。 SyncTableEntry 维护一个反向的弱引用,以便 CLR
可以跟踪 SyncBlock 的所有权。弱引用让 GC
可以在尚未此外强引用存在时回收对象。 SyncTableEntry 还保存了一个针对
SyncBlock
的指针,包含了很少需要被一个对象的所有实例使用的得力的音信。这么些消息包括对象锁,哈希编码,任何转换层
(thunking) 数据和运用程序域的目录。对于大部分的靶子实例,不会为实在的
SyncBlock 分配内存,而且 syncblk 编号为 0 。这一点在推行线程碰着如
lock(obj) 或者 obj.GetHashCode 的口舌时会爆发变化,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
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在以上代码中, smallObj 会选取 0 作为它的先导的 syncblk 编号。 lock
语句使得 CLR 创造一个 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 语句并运用 Monitor 类,一个看成同步的
Monitor 对象在 syncblk 上成立。堆 GetHashCode
的调用会使用对象的哈希编码扩充 syncblk 。
在 SyncBlock 中有其它的域,它们在 COM 交互操作和封送委托( marshaling
delegates )到非托管代码时使用,但是这和超绝的对象用处无关。
品类句柄紧跟在对象实例中的 syncblk
编号后。为了保持连续性,我会在印证实例变量后探讨类型句柄。实例域(
Instance field
)的变量列表紧跟在品种句柄后。默认情况下,实例域会以内存最可行使用的法子排列,这样只需要最少的作为对齐的填充字节。
7
的代码显示了 SimpleClass 包含有一对不比尺寸的实例变量。

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 呈现了在 Visual Studio 调试器的内存窗口中的一个 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
寄存器保存的 simpleObj 地址在内存窗口显示对象实例。前 4 个字节是 syncblk
编号。因为大家并未用此外共同代码应用此实例(也从不访问它的哈希编码),
syncblk 编号为 0 。保存在栈变量的靶子实例,指向起始地点的 4
个字节的偏移处。字节变量 b1,b2,b3 和 b4 被一个接一个的排列在同步。六个short 类型变量 s1 和 s2 也被排列在一块。字符串变量 str 是一个 4 字节的
OBJECTREF ,指向 GC
堆中分配的实在的字符串实例。字符串是一个特意的项目,因为具备包含同样文字标记的字符串,会在程序集加载到过程时指向一个大局字符串表的一致实例。这几个历程称为字符串驻留(
string interning ),设计目的是优化内存的利用。我们前边曾经提过,在 NET
Framework 1.1 中,程序集不可以接纳是否使用这几个过程,尽管以后版本的 CLR
可能会提供这样的能力。

图 8 Debugger Memory Window for Object Instance
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为此默认情状下,成员变量在源代码中的词典顺序没有在内存中保持。在相互操作的情状下,词典顺序必须被保留到内存中,这时可以应用
StructLayoutAttribute 特性,它有一个 LayoutKind 的枚举类型作为参数。
LayoutKind.Sequential 可以为被封送( marshaled
)数据保持词典顺序,即便在 .NET Framework 1.1
中,它并未影响托管的布局(可是 .NET Framework 2.0
可能会这么做)。在互相操作的情形下,虽然你真正需要非凡的填充字节和呈现的控制域的逐条,
LayoutKind.Explicit 可以和域层次的 菲尔德Offset 特性一起利用。

看完底层的内存内容后,大家拔取 SOS 看看对象实例。一个实惠的命令是
DumpHeap
,它可以列出所有的堆内容和一个专程类型的拥有实例。无需依靠寄存器,
DumpHeap 可以显得我们创立的绝无仅有一个实例的地方。

!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

对象的总大小是 36 字节,不管字符串多大, SimpleClass 的实例只含有一个
DWORD 的靶子引用。 SimpleClass 的实例变量只占用 28 字节,其它 8
个字节包括项目句柄( 4 字节)和 syncblk 编号( 4 字节)。找到 simpleObj
实例的地点后,我们得以采纳 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

正如往日说过, C# 编译器对于类的默认布局使用 LayoutType.Auto
(对于社团接纳 LayoutType.Sequential
);因而类加载器重新排列实例域以最小化填充字节。我们得以选取 ObjSize
来输出包含被 str 实例占用的半空中,如下所示:

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

假使您从目的图的全局大小( 72 字节)减去 SimpleClass 的尺寸( 36
字节),就可以拿到 str 的轻重,即 36 字节。让大家输出 str
实例来证实这么些结果:

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

假使你将字符串实例的轻重(36字节)加上SimpleClass实例的高低(36字节),就足以获取ObjSize命令报告的总大小72字节。

请留意ObjSize不含有syncblk结构占用的内存。而且,在.NET Framework
1.1中,CLR不亮堂非托管资源占用的内存,如GDI对象,COM对象,文件句柄等等;因而它们不会被这多少个命令报告。

针对方法表的类别句柄在syncblk编号后分配。在目的实例创制前,CLR查看加载类型,如果没有找到,则开展加载,得到方法表地址,创立对象实例,然后把品种句柄值追加到对象实例中。JIT编译器暴发的代码在进展形式分派时采纳项目句柄来稳定方法表。CLR在急需史可以通过措施表反向访问加载类型时使用项目句柄。

Son of Strike
SOS调试器扩充程序用于本文化的彰显CLR数据结构的情节,它是 .NET
Framework 安装程序的一局部,位于
%windir%\Microsoft.NET\Framework\v1.1.4322。SOS加载到过程在此之前,在
Visual Studio 中启用托管代码调试。 添加 SOS.dll
所在的文书夹到PATH环境变量中。 加载 SOS.dll, 然后装置一个断点, 打开
Debug|Windows|Immediate。然后在 Immediate 窗口中推行 .load
sos.dll。使用 !help
获取调试相关的局部指令,关于SOS更多音信,参考这里

方法表

各样类和实例在加载到利用程序域时,会在内存中经过艺术表来表示。这是在对象的首先个实例创制前的类加载活动的结果。对象实例表示的是状态,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译器暴发的照耀到内存的元数据结构(metadata
structures)。方法表包含的新闻和外挂的信息能够透过System.Type访问。指向方法表的指针在托管代码中得以由此Type.RuntimeTypeHandle属性得到。对象实例包含的项目句柄指向方法表起头地点的晃动处,偏移量默认情形下是12字节,包含了GC音信。我们不打算在此处对其展开座谈。

图 9
展现了措施表的超人布局。我们会表明项目句柄的有些根本的域,然则对于截然的列表,请参见此图。让我们从基实例大小(Base
Instance Size)起先,因为它一贯关乎到运行时的内存状态。

图 9 方法表布局

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基实例大小

基实例大小是由类加载器总计的对象的轻重,基于代码中宣示的域。从前曾经研讨过,当前GC的兑现内需一个起码12字节的对象实例。假如一个类没有概念任何实例域,它起码含有额外的4个字节。此外的8个字节被对象头(可能包含syncblk编号)和类型句柄占用。再说三遍,对象的深浅相会临StructLayoutAttribute的震慑。

看看图3中体现的MyClass(有六个接口)的方法表的内存快照(Visual
Studio .NET
2003内存窗口),将它和SOS的输出举办相比。在图9中,对象大小位于4字节的撼动处,值为12(0x0000000C)字节。以下是SOS的DumpHeap命令的出口:

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

艺术槽表(Method Slot Table)

在措施表中包含了一个槽表,指向各种艺术的叙说(MethodDesc),提供了品种的行为能力。方法槽表是按照方法实现的线性链表,遵照如下顺序排列:继承的虚方法,引入的虚方法,实例方法,静态方法。

类加载器在当下类,父类和接口的元数据中遍历,然后创设方法表。在排列过程中,它替换所有的被掩盖的虚方法和被隐形的父类方法,创造新的槽,在需要时复制槽。槽复制是必不可少的,它可以让各类接口有温馨的小小的vtable。可是被复制的槽指向平等的大体实现。MyClass包含接口方法,一个类构造函数(.cctor)和目的构造函数(.ctor)。对象构造函数由C#编译器为持有没有显式定义构造函数的靶子自动生成。因为我们定义并初步化了一个静态变量,编译器会转变一个类构造函数。图10葡京娱乐总站平台,展现了MyClass的点子表的布局。布局展现了10个法子,因为Method2槽为接口IVMap举行了复制,下面我们会进展座谈。图11来得了MyClass的措施表的SOS的输出。

图10 MyClass MethodTable Layout
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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()

此外项目标启幕4个格局总是ToString, Equals, GetHashCode, and
Finalize。这多少个是从System.Object继承的虚方法。Method2槽被开展了复制,然则都对准相同的点子描述。代码突显定义的.cctor和.ctor会分别和静态方法和实例方法分在一组。

模式描述(MethodDesc)

办法描述(MethodDesc)是CLR知道的不二法门实现的一个打包。有两种档次的情势描述,除了用于托管实现,分别用于不同的互相操作实现的调用。在本文中,我们只考察图3代码中的托管方法描述。方法描述在类加载过程中生出,开始化为指向IL。每个方法描述包含一个预编译代理(PreJitStub),负责触发JIT编译。图12映现了一个优良的布局,方法表的槽实际上指向代理,而不是实在的主意描述数据结构。对于实际的主意描述,那是-5字节的舞狮,是各类方法的8个叠加字节的一部分。这5个字节包含了调用预编译代理程序的授命。5字节的晃动可以从SOS的DumpMT输出从看到,因为方法描述总是方法槽表指向的岗位后边的5个字节。在率先次调用时,会调用JIT编译程序。在编译完成后,包含调用指令的5个字节会被跳转到JIT编译后的x86代码的白白跳转指令覆盖。

图 12方法描述

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图12的章程表槽指向的代码举办反汇编,突显了对预编译代理的调用。以下是在
Method2 被JIT编译前的反汇编的简化显示。

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

先天我们举办此措施,然后反汇编相同的地址:

!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

在此地方,只有起头5个字节是代码,剩余字节包含了Method2的点子描述的数目。“!u”命令不了解这或多或少,所以生成的是无规律的代码,你可以忽略5个字节后的具有东西。

CodeOrIL在JIT编译前带有IL中艺术实现的相持虚地址(Relative Virtual
Address
,RVA)。此域用作标志,表示是否IL。在按要求编译后,CLR使用编译后的代码地址更新此域。让我们从列出的函数中甄选一个,然后用DumpMT命令分别出口在JIT编译前后的章程描述的情节:

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

编译后,方法描述的内容如下:

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

办法的这么些标志域的编码包含了点子的项目,例如静态,实例,接口方法仍然COM实现。让大家看方法表此外一个犬牙交错的下边:接口实现。它包裹了布局过程具有的复杂性,让托管环境觉得那点看起来简单。然后,我们将说明接口咋样进展布局和基于接口的不二法门分派的熨帖工作措施。

接口虚表图和接口图(Interface Vtable Map and Interface Map)

在措施表的第12字节偏移处是一个重中之重的指针,接口虚表(IVMap)。如图9所示,接口虚表指向一个拔取程序域层次的映射表,该表以进程层次的接口ID作为目录。接口ID在接口类型第一次加载时制造。每个接口的落实都在接口虚表中有一个记录。假使MyInterface1被四个类实现,在接口虚表表中就有四个记录。该记录会反向指向MyClass方法表内含的子表的起初地点,如图9所示。这是接口方法分派发生时采取的引用。接口虚表是基于方法表内含的接口图消息创造,接口图在形式表布局过程中基于类的元数据创设。一旦类型加载成功,只有接口虚表用于方法分派。

第28字节地点的接口图会指向内含在点子表中的接口音信记录。在这种状态下,对MyClass实现的四个接口中的每一个都有两条记下。第一条接口消息记录的起始4个字节指向MyInterface1的花色句柄(见图9图10)。接着的WORD(2字节)被一个表明占用(0表示从父类派生,1象征由最近类实现)。在注解后的WORD是一个上马槽(Start
Slot),被类加载器用来布局接口实现的子表。对于MyInterface2,先河槽的值为4(从0先河编号),所以槽5和6指向实现;对于MyInterface2,起初槽的值为6,所以槽7和8指向实现。类加载器会在需要时复制槽来爆发这么的功能:每个接口有协调的贯彻,可是物理映射到平等的点子描述。在MyClass中,MyInterface1.Method2和MyInterface2.Method2会指向相同的实现。

遵照接口的不二法门分派通过接口虚表举行,而一直的模式分派通过保留在逐一槽的方法描述地址举办。如在此以前提及,.NET框架使用fastcall的调用约定,起先2个参数在可能的时候一般通过ECX和EDX寄存器传递。实例方法的首先个参数总是this指针,所以经过ECX寄存器传送,可以在“mov
ecx,esi”语句看到那或多或少:

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

这多少个反汇编展现了第一手调用MyClass的实例方法没有选用偏移。JIT编译器把办法描述的地方直接写到代码中。基于接口的分担通过接口虚表暴发,和直接分派相比较需要有的外加的通令。一个下令用来获取接口虚表的地点,另一个取得情势槽表中的接口实现的启幕槽。而且,把一个目的实例转换为接口只需要拷贝this指针到对象的变量。在图2中,语句“mi1=mc”使用一个限令把mc的靶子引用拷贝到mi1。

虚分派(Virtual Dispatch)

如今我们看看虚分派,并且和基于接口的分摊进行相比。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固定的槽编号暴发,和办法表指针在一定的类(类型)实现层次无关。在措施表布局时,类加载器用覆盖的子类的兑现代替父类的兑现。结果,对父对象的办法调用被分摊到子对象的落实。反汇编展现了分派通过8号槽发生,可以在调试器的内存窗口(如图10所示)和DumpMT的出口看到那或多或少。

静态变量(Static Variables)

静态变量是情势表数据结构的基本点组成部分。作为艺术表的一部分,它们分配在章程表的槽数组后。所有的本来静态类型是内联的,而对此社团和引用的连串的静态值对象,通在句柄表中开创的目的引用来针对。方法表中的目的引用指向应用程序域的句柄表的靶子引用,它引用了堆上创造的对象实例。一旦创制后,句柄表内的目的引用会使堆上的目的实例保持生存,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,后者指向GC堆上的MyString。

EEClass

EEClass在措施表创造前开首生活,它和措施表组成起来,是序列注解的CLR版本。实际上,EEClass和艺术表逻辑上是一个数据结构(它们一起表示一个系列),只然则因为使用频度的两样而被分开。通常拔取的域放在方法表,而不平常使用的域在EEClass中。这样,需要被JIT编译函数使用的音信(如名字,域和摇头)在EEClass中,但是运行时需要的音讯(如虚表槽和GC消息)在章程表中。

对每一个档次会加载一个EEClass到应用程序域中,包括接口,类,抽象类,数组和布局。每个EEClass是一个被执行引擎跟踪的树的节点。CLR使用这么些网络在EEClass结构中浏览,其目标包括类加载,方法表布局,类型验证和类型转换。EEClass的子-父关系基于继承层次建立,而父-子关系基于接口层次和类加载顺序的构成。在履行托管代码的进程中,新的EEClass节点被投入,节点的涉嫌被填补,新的涉及被确立。在网络中,相邻的EEClass还有一个品位的关联。EEClass有三个域用于管理被加载类型的节点关系:父类(Parent
Class),相邻链(sibling chain)和子链(children
chain)。关于图4中的MyClass上下文中的EEClass的语义,请参见图13

图13只显示了和这一个议论相关的一些域。因为我们忽视了布局中的一些域,大家从没在图中适量展现偏移。EEClass有一个直接的对于艺术表的引用。EEClass也本着在默认使用程序域的多次堆分配的章程描述块。在点子表创造时,对经过堆上分配的域描述列表的一个引用提供了域的布局音信。EEClass在拔取程序域的低频堆分配,这样操作系统可以更好的展开内存分页管理,由此削减了办事集。

图13 EEClass 布局

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图13中的其余域在MyClass(图3)的上下文的意义不言自明。大家现在探访使用SOS输出的EEClass的着实的物理内存。在mc.Method1代码行设置断点后,运行图3的顺序。首先应用命令Name2EE拿到MyClass的EEClass的地址。

!Name2EE C:WorkingtestClrInternalsSample1.exe MyClass

MethodTable: 009552a0
EEClass: 02ca3508
Name: MyClass

Name2EE的首先个参数时模块名,可以从DumpDomain命令得到。现在我们得到了EEClass的地方,大家输出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的出口看起来完全一样。元数据令牌(metadata
token,mdToken)表示了在模块PE文件中映射到内存的元数据表的MyClass索引,父类指向System.Object。从相邻链指向名为Program的EEClass,可以知晓图13出示的是加载Program时的结果。

MyClass有8个虚表槽(可以被虚分派的点子)。尽管Method1和Method2不是虚方法,它们得以在经过接口举办分摊时被认为是虚函数并加入到列表中。把.cctor和.ctor插手到列表中,你会拿到总共10个方法。最终列出的是类的多少个静态域。MyClass没有实例域。其余域不言自明。

结论

大家关于CLR一些最要紧的内在的研究旅程终于为止了。分明,还有众多问题需要涉及,而且亟需在更深的层次上商量,不过大家愿意这足以扶持您看到东西怎么着行事。这里提供的诸多的音讯或者会在.NET框架和CLR的新兴版本中改变,可是固然本文提到的CLR数据结构可能变动,概念应该保持不变。