葡京娱乐总站平台深入探索.NET框架内了解CLR如何创造运行时对象

据悉CEF,用.net包装了之Xilium.CefGlue/3,基于此框架可以很方便于您的winform等C/S项目遭到长建筑一个内建的浏览器

原文地址:http://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/cc163791.aspx
初稿发布日期: 9/19/2005
原文已经于 Microsoft
删除了,收集过程遭到窥见多篇章图都不全,那是以原文的图都不净,所以特收集完整全文。

Chromium Embedded Framework (CEF)是只依据Google Chromium项目之开源Web
browser控件,支持Windows, Linux, Mac平台。
CEFGlue是此C++写就CEF类库的C#
移植版。基于此类库,我们得十分便利的以咱们的winform等C/S项目遭到放置Chrome浏览器。
当我们在类型受到引入了CEFGlue类库之后,我们尚需要引入CEF类库,因为咱们用通过P/Invoke来调用CEF类库的C++方法。因此而我们怀念使以咱们的C/S项目受到引入浏览器就是用经引入这点儿单类库了。

目录

  • 前言
  • CLR启动程序(Bootstrap)创建的地域
  • 系统域(System
    Domain)
  • 共享域(Shared
    Domain)
  • 默认域(Default
    Domain)
  • 加载器堆(Loader
    Heaps)
  • 型原理
  • 对象实例
  • 方法表
  • 基实例大小
  • 措施槽表(Method Slot
    Table)
  • 艺术描述(MethodDesc)
  • 接口虚表图和接口图(Interface Vtable Map and Interface
    Map)
  • 虚分派(Virtual
    Dispatch)
  • 静态变量(Static
    Variables)
  • EEClass
  • 结论

粗粗就是介绍到此了。一开始,我们部门的经理为我错过保护一个早就部分项目,并尝试优化。该型就是是一个单机版的运,由于客户的要(客户之堆栈比较偏远,连休上网,因此,只能用C/S来开,但是界面winform的界面又臭,如果就此wpf,又耗内存,而且单位没有回WPF的,如果用GDI+以及重绘控件,又麻烦,当时她们赶时间,因此尽管有矣是路-基于Chrome内核的CB/S项目)。经理为自己失去探听下,项目代码都被自己了,一开始即是懵逼啊,尽管以前玩过webbrowes控件,但那是因IE,而且是已经封装好的,引用下就尽,不麻烦,这会得以新的物,还是无听罢之,于是,就想着温馨来尝试吧,找资料,然后自己增加个demo,跑起,这样的话,理解会重复怪。说干就干,一间断搜狗和百度,找到了有的素材,如下:
基于.net开发chrome核心浏览器【二】
冲QT的webkit与ExtJs开发CB/S结构的企业应用管理体系 
Xilium.CefGlue与CEF库的本匹配关系 

前言

  • SystemDomain, SharedDomain, and DefaultDomain。
  • 对象布局与外存细节。
  • 道发明布局。
  • 措施分派(Method dispatching)。

因为国有语言运行时(CLR)即将成为当Windows上创设应用程序的栋梁之材级基础架构,
多掌握点关于CLR的深度认识会拉扯你构建高效的, 工业级健壮的应用程序.
在就篇稿子被, 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, 基于接口的摊, 和形形色色的数据结构.

俺们会采取由C#形容成的非常简单的代码示例,
所以任何针对编程语言的隐式引用都是以C#语言也目标的.
讨论的片数据结构和算法会在Microsoft® .NET Framework 2.0遭受改变,
但是大部分底定义是匪会见变的. 我们会使Visual Studio® .NET 2003
Debugger和debugger extension Son of Strike (SOS)来窥探一些数据结构.
SOS能够掌握CLR内部的数据结构, 能够dump出有因此底信息. 通篇,
我们见面谈谈在Shared Source CLI(SSCLI)中享有相关落实之类似, 你可从
http://msdn.microsoft.com/net/sscli 下充斥至它们.

图表1 会帮助你在寻一些构造的时候到SSCLI中之信息.

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

当咱们初步前,请留意:本文提供的音但针对在X86平台上运行的.NET Framework
1.1可行(对于Shared Source CLI
1.0乎多数适用,只是于好几交互操作的气象下必须注意例外),对于.NET
Framework
2.0会见有改动,所以恳请不要在构建软件时因让这些内部结构的不变性。

生矣这些基础,不再对CEF两目抹黑了,当然我从未去研究基础实现。于是我就算开协调搭建了,哎,说起来都是眼泪啊,满屏的英文材料,看之肉眼痛,不过还是受过来了,下面介绍下吧,首先让点儿只官网链接,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
现实怎么用,请参考:
动用CEF(CEFGLUE)作为你的客户端UI(一) 

CLR启动程序(Bootstrap)创建的处

在CLR执行托管代码的第一执代码前,会创三单应用程序域。其中有数只对托管代码甚至CLR宿主程序(CLR
hosts)都是不可见的。它们只能由CLR启动进程创造,而提供CLR启动进程的凡shim——mscoree.dll和mscorwks.dll
(在多处理器系统下是mscorsvr.dll)。正而 图2
所示,这些地带是系统域(System Domain)和联合享域(Shared
Domain),都是行使了么(Singleton)模式。第三个域是缺省应用程序域(Default
AppDomain),它是一个AppDomain的实例,也是唯一的出命名的地域。对于简易的CLR宿主程序,比如控制台程序,默认的域名由而实施映象文件之讳做。其它的处可以以托管代码中行使AppDomain.CreateDomain方法创建,或者以非托管的代码中以ICORRuntimeHost接口创建。复杂的宿主程序,比如
ASP.NET,对于特定的网站会依据应用程序的多寡创建多个域。

图 2 由CLR启动程序创建的域 ↓

自然要顾CEFGlue和CEF的本的相应,要不然会生题目。
从就是是CEF版本的下载了:

系统域(System Domain)

系统域负责创建和初始化共享域和默认应用程序域。它将系统库mscorlib.dll载入共享域,并且保护过程范围中使用的蕴藏或者显式字符串符号。

字符串驻留(string interning)是 .NET Framework
1.1受到的一个优化特性,它的处理方法显得略微傻,因为CLR没有于程序集时选择是特性。尽管如此,由于当拥有的应用程序域中针对一个一定的符号只保留一个对应之字符串,此特性可节省内存空间。

系统域还当产生过程范围之接口ID,并因此来创造每个应用程序域的接口虚表映射图(InterfaceVtableMaps)的接口。系统域在经过遭到维系跟踪所有域,并实现加载与卸载应用程序域的功效。

自己平开始下载的是debug和release,这片独都是只有dll的,没有什么用,后来我下载了Simple版的,就是windows
Client的,下载解压后把release下的文件复制到了winform
bin下之release就可了.
在意,一定要是本着许CEF与CEFGlue的本,下载CEF要下载Simple的坏(就我而言,我是这样多之,其余版本的公若为足以运行,也得下载)

共享域(Shared Domain)

怀有未属另外特定域的代码被加载到网库SharedDomain.Mscorlib,对于所有应用程序域的用户代码都是必不可少的。它见面被自动加载到齐享域中。系统命名空间的着力项目,如Object,
ValueType, Array, Enum, String, and
Delegate等等,在CLR启动程序过程被于事先加载到本域中。用户代码也可于加载到这个域中,方法是于调用CorBindToRuntimeEx时利用由CLR宿主程序指定的LoaderOptimization特性。控制台程序吗堪加载代码到同享域中,方法是用System.LoaderOptimizationAttribute特性声明Main方法。共享域还管理一个应用基地址作为目录的次序集映射图,此映射图作为管理共享程序集依赖关系的查找表,这些程序集被加载到默认域(DefaultDomain)和另在托管代码中开创的应用程序域。非共享的用户代码被加载到默认域。

默认域(Default Domain)

沉默寡言认域是应用程序域(AppDomain)的一个实例,一般的应用程序代码在里头运行。尽管稍应用程序需要在运作时创造额外的应用程序域(比如有些使用插件,plug-in,架构或者进行重要的运转时代码生成工作之应用程序),大部分之应用程序在运行中只有创造一个地区。所有在此域运行的代码都是当地区层次上闹上下文限制。如果一个应用程序有多单应用程序域,任何的域间访问会通过.NET
Remoting代理。额外的域内上下文限制信息可以System.ContextBoundObject派生的色创建。每个应用程序域有自己之安描述符(SecurityDescriptor),安全及下文(SecurityContext)和默认上下文(DefaultContext),还有团结之加载器堆(高频堆,低频堆和代办堆),句柄表,接口虚表管理器和次序集缓存。

加载器堆(Loader Heaps)

加载器堆的意图是加载不同之运行时CLR部件和优化在域的漫天生命期内设有的部件。这些堆的增强基于可预测块,这样可使碎片最小化。加载器堆不同为垃圾回收堆(或者对如多处理器上的大多个堆放),垃圾回收堆保存对象实例,而加载器堆同时保留类型系统。经常看的部件如方法表,方法描述,域描述和接口图,分配在勤堆上,而正如少看的数据结构如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,我们准备看看她当一个概括的应用程序的内外文中的物理细节,见
图3。我们当程序运行时停在mc.Method1(),然后下SOS调试器扩展命令DumpDomain来输出域的音信。(请查看
Son of
Strike
打探SOS的加载信息)。这里是编后底出口:

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();
    }
}

咱们的控制台程序,Sample1.exe,被加载到一个叫也”Sample1.exe”的应用程序域。Mscorlib.dll被加载到共同享域,不过因为它是主导系统库,所以啊于系统域中列有。每个域会分配一个反复堆,低频堆和代办堆。系统域和一块享域使用相同之近乎加载器,而默认应用程序使用好之类似加载器。

输出没有显得加载器堆的保留尺寸及曾提交尺寸。高频堆的初始化大小是32KB,每次交4KB。SOS的出口为未曾展示接口虚表堆(InterfaceVtableMap)。每个地方有一个接口虚表堆(简称也IVMap),由友好的加载器堆在域初始化阶段创建。IVMap保留大小是4KB,开始时交由4KB。我们以见面在继承有研究型布局时讨论IVMap的意思。

图2
显示默认的经过堆,JIT代码堆,GC堆(用于小目标)和那个目标堆(用于大小相当于或过85000字节的对象),它证明了这些堆和加载器堆的语义区别。即时(just-in-time,
JIT)编译器产生x86指令以保留至JIT代码堆中。GC堆和怪目标堆是用于托管对象实例化的污染源回收堆。

型原理

种类是.NET编程中之着力单元。在C#遭受,类型可以用class,struct和interface关键字展开宣示。大多数类由程序员显式创建,但是,在专门之并行操作(interop)情形和长途对象调用(.NET
Remoting)场合被,.NET
CLR会隐式的生类型,这些发生的类涵盖COM和运行时只是调用封装及传输代理(Runtime
Callable Wrappers and Transparent Proxies)。

咱经过一个带有对象引用的堆栈开始研究.NET类型原理(典型地,栈是一个目标实例开始生命期的地方)。
图4遭遇显示的代码包含一个大概的次,它来一个控制台的入口点,调用了一个静态方法。Method1创一个SmallClass的种类实例,该型涵盖一个字节数组,用于演示如何当十分目标堆创建对象。尽管这是一律段子无聊之代码,但是可以扶持我们开展座谈。

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 显示了停止以Create方法”return smallObj;”
代码行断点时的fastcall栈结构(fastcall时.NET的调用规范,它证明当可能的情状下将函数参数通过寄存器传递,而其他参数按照从右到左的相继入栈,然后由叫调用函数完成出栈操作)。本地值类型变量objSize内富含在库房结构面临。引用类型变量如smallObj以稳住大小(4配节DWORD)保存在栈中,包含了以相似GC堆中分红的靶子的地方。对于人情C++,这是目标的指针;在托管世界面临,它是目标的援。不管怎样,它涵盖了一个对象实例的地点,我们用使术语对象实例(ObjectInstance)描述对象引用指向地址位置的数据结构。

图5 SimpleProgram的仓库结构与堆

一般GC堆上之smallObj对象实例包含一个名吧 _largeObj
的字节数组(注意,图备受显得的轻重也85016字节,是事实上的储备大小)。CLR对超越或顶85000字节的对象的拍卖同多少目标不同。大目标在很目标堆(LOH)上分红,而稍目标在一般GC堆上创设,这样可以优化对象的分配与回收。LOH不见面回落,而GC堆在GC回收时开展压缩。还有,LOH只会于全GC回收时为回收。

smallObj的对象实例包含类型句柄(TypeHandle),指向对应品种的方法表。每个声明的花色有一个方法表,而同型的持有目标实例都对同一个方法表。它含了种的表征信息(接口,抽象类,具体类,COM封装和代办),实现之接口数目,用于接口分派的接口图,方法发明底槽(slot)数目,指向相应实现之槽表。

艺术表指向一个称呼也EEClass的最主要数据结构。在艺术发明创建前,CLR类加载器从元数据遭到创造EEClass。
图4受到,SmallClass的不二法门表指向其的EEClass。这些组织指向她的模块和次序集。方法表和EEClass一般分配在一道享域的加载器堆。加载器堆和应用程序域关联,这里提到的数据结构一旦让加载到中间,就直到应用程序域卸载时才会消亡。而且,默认的应用程序域不见面于卸载,所以这些代码的生存期是截至CLR关闭了。

对象实例

刚而我们说了之,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。所有的援类型在 GC 堆或者 LOH 上开创。图 6
显示了一个杰出的靶子布局。一个对象可以经过以下途径为引用:基于栈的有的变量,在互相操作还是平台调用情况下之词柄表,寄存器(执行办法时之
this 指针和方参数),拥有终结器( finalizer )方法的靶子的终结器队列。
OBJECTREF 不是负于目标实例的启位置,而是来一个 DWORD 的偏移量( 4
字节)。此 DWORD 称为对象头,保存一个对准 SyncTableEntry 表的目录(从 1
开始计数的 syncblk
编号。因为经过索引进行连接,所以在急需增加表的尺寸时, CLR
可以当内存中倒是表。 SyncTableEntry 维护一个反向的已故引用,以便 CLR
可以跟 SyncBlock 的所有权。弱引用让 GC
可以以没有外强引用在时时回收对象。 SyncTableEntry 还保存了一个针对性
SyncBlock
的指针,包含了生少要让一个对象的有实例使用的管用之音。这些消息包括对象锁,哈希编码,任何移层
(thunking) 数据以及应用程序域的目。对于多数之目标实例,不会见吗实在的
SyncBlock 分配内存,而且 syncblk 编号为 0 。这同一点当推行线程遇到如
lock(obj) 或者 obj.GetHashCode 的说话时会发生变化,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

每当上述代码中, smallObj 会利用 0 作为它们的胚胎的 syncblk 编号。 lock
语词使得 CLR 创建一个 syncblk 入口并下相应的数值更新对象头。因为 C#
的 lock 关键字会扩展为 try-finally 语句子并采用 Monitor 类,一个作为同步的
Monitor 对象在 syncblk 上创造。堆 GetHashCode
的调用会动用对象的哈希编码增加 syncblk 。
在 SyncBlock 中出另外的域,它们于 COM 交互操作及封送委托( marshaling
delegates )到非托管代码时采用,不过当下和超人的目标用处无关。
品种句柄紧跟以对象实例中之 syncblk
编号后。为了保全连续性,我会在说明实例变量后讨论类型句柄。实例域(
Instance field
)的变量列表紧跟以档次句柄后。默认情况下,实例域会因内存最实惠利用的方法排列,这样就需要极少的当对一头之填充字节。
7
的代码显示了 SimpleClass 包含有一部分差尺寸的实例变量。

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 显示了当 Visual Studio 调试器之内存窗口中之一个 SimpleClass
对象实例。我们于图 7 的 return 语句处设置了断点,然后运 ECX
寄存器保存之 simpleObj 地址在内存窗口展示对象实例。前 4 只字节是 syncblk
编号。因为我们没用外共同代码应用这个实例(也没看它的哈希编码),
syncblk 编号为 0 。保存于栈变量的靶子实例,指为起始位置的 4
个字节的偏移处。字节变量 b1,b2,b3 和 b4 被一个连缀一个之排列于合。两独
short 类型变量 s1 和 s2 也吃列在同。字符串变量 str 是一个 4 字节的
OBJECTREF ,指向 GC
堆中分红的莫过于的字符串实例。字符串是一个特意之类别,因为拥有包含同样仿标记的字符串,会以程序集加载到过程时对一个大局字符串表的一致实例。这个过程叫字符串驻留(
string interning ),设计目的是优化内存的使。我们事先已提过,在 NET
Framework 1.1 中,程序集不克挑是否采取此历程,尽管未来版本的 CLR
可能会见提供这样的力。

图 8 Debugger Memory Window for Object Instance

就此默认情况下,成员变量在源代码中之词典顺序没有在内存中保持。在彼此操作的情下,词典顺序必须叫保留及内存中,这时可以用
StructLayoutAttribute 特性,它起一个 LayoutKind 的枚举类型作为参数。
LayoutKind.Sequential 可以啊叫封送( marshaled
)数据保持词典顺序,尽管以 .NET Framework 1.1
中,它没有影响托管的布局(但是 .NET Framework 2.0
可能会见这样做)。在互动操作的情况下,如果您确实需要分外的填写充字节和出示的控制域的一一,
LayoutKind.Explicit 可以和域层次的 FieldOffset 特性一起以。

圈罢脚的内存内容后,我们以 SOS 看看对象实例。一个实用之命是
DumpHeap
,它可以列出所有的积聚内容与一个特地类型的拥有实例。无需凭寄存器,
DumpHeap 可以来得我们创建的唯一一个实例的地址。

!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

靶的毕竟大小是 36 字节,不管字符串多可怜, SimpleClass 的实例只含有一个
DWORD 的对象引用。 SimpleClass 的实例变量只占用 28 字节,其它 8
单字节包括项目句柄( 4 字节)和 syncblk 编号( 4 字节)。找到 simpleObj
实例的地点后,我们得以运用 DumpObj 命令输出它的情,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

正好而之前说罢, C# 编译器对于类似的默认布局使用 LayoutType.Auto
(对于组织使 LayoutType.Sequential
);因此类加载器重新排列实例域以最好小化填充字节。我们好运用 ObjSize
来输出包含被 str 实例占用的空中,如下所示:

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

设您自目标图的全局大小( 72 字节)减去 SimpleClass 的分寸( 36
字节),就得拿走 str 的尺寸,即 36 字节。让我们输出 str
实例来证明这个结果:

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

如果你拿字符串实例的大大小小(36字节)加上SimpleClass实例的分寸(36字节),就可以得ObjSize命令语的究竟大小72字节。

吁留心ObjSize不包含syncblk结构占用的内存。而且,在.NET Framework
1.1蒙,CLR不晓非托管资源占用的内存,如GDI对象,COM对象,文件句柄等等;因此它不见面于这个令语。

对方法发明的类句柄在syncblk编号后分配。在目标实例创建前,CLR查看加载类型,如果没找到,则开展加载,获得方法表地址,创建对象实例,然后拿项目句柄值追加至目标实例中。JIT编译器产生的代码在开展艺术分派时使用类句柄来定位方法表。CLR在需要史可以经过措施表反向顾加载类型时用类句柄。

Son of Strike
SOS调试器扩展程序用于本文化的显示CLR数据结构的情节,它是 .NET
Framework 安装程序的同样片段,位于
%windir%\Microsoft.NET\Framework\v1.1.4322。SOS加载到过程之前,在
Visual Studio 中启用托管代码调试。 添加 SOS.dll
所于的文书夹到PATH环境变量中。 加载 SOS.dll, 然后安一个断点, 打开
Debug|Windows|Immediate。然后以 Immediate 窗口中实行 .load
sos.dll。使用 !help
获取调试相关的组成部分指令,关于SOS更多信息,参考这里。

方法表

每个接近和实例在加载到应用程序域时,会于内存中经过措施表来表示。这是以对象的首先单实例创建前之近乎加载活动的结果。对象实例表示的是状态,而艺术发明表示了作为。通过EEClass,方法表把对象实例绑定到被语言编译器产生的照射到内存的老大数据结构(metadata
structures)。方法发明包含的信以及外挂的音方可通过System.Type访问。指向方法发明底指针在托管代码中得经Type.RuntimeTypeHandle属性获得。对象实例包含的品类句柄指向方法发明开位置的摆处,偏移量默认情况下是12字节,包含了GC信息。我们无打算当此处针对该展开座谈。

图 9
显示了方发明底杰出布局。我们会证明项目句柄的一对重点的域,但是对截然的列表,请参见此图。让我们由基实例大小(Base
Instance Size)开始,因为它们一直涉及及运行时之内存状态。

图 9 方法表布局

基实例大小

基实例大小是出于接近加载器计算的对象的轻重缓急,基于代码中声明的所在。之前就讨论过,当前GC的兑现用一个最少12字节的靶子实例。如果一个类似没有概念任何的例域,它起码含有额外的4独字节。其它的8个字节被指向象头(可能包含syncblk编号)和花色句柄占用。再说一次等,对象的轻重会遭到StructLayoutAttribute的影响。

看看图3遭到显示的MyClass(有星星点点个接口)的方发明底内存快照(Visual
Studio .NET
2003内存窗口),将它们跟SOS的输出进行较。在图9被,对象大小在4字节底摇处,值吗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

方式槽表(Method Slot Table)

在方发明中蕴含了一个槽表,指向各个艺术的叙述(MethodDesc),提供了项目的行为能力。方法槽表是因方法实现的线性链表,按照如下顺序排列:继承的虚方法,引入的虚方法,实例方法,静态方法。

类加载器在当下类似,父类和接口的首届数据中遍历,然后创建方法表。在列过程遭到,它替换所有的吃掩的虚方法和于藏的父类方法,创建新的扇,在用时复制槽。槽复制是少不了的,它可以被每个接口有投机的极小之vtable。但是让复制的槽指向同之物理实现。MyClass包含接口方法,一个看似构造函数(.cctor)和目标构造函数(.ctor)。对象构造函数由C#编译器为所有没有起显式定义构造函数的靶子自动生成。因为咱们定义并初始化了一个静态变量,编译器会变一个近似构造函数。图10展示了MyClass的章程发明的布局。布局显示了10只点子,因为Method2槽为接口IVMap进行了复制,下面我们见面进展座谈。图11著了MyClass的方式发明底SOS的输出。

图10 MyClass MethodTable Layout

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()

另类型的上马4单章程总是ToString, Equals, GetHashCode, and
Finalize。这些是自从System.Object继承的虚方法。Method2槽被进行了复制,但是都对相同的计描述。代码显示定义之.cctor和.ctor会分别和静态方法与实例方法分在同样组。

法描述(MethodDesc)

计描述(MethodDesc)是CLR知道之主意实现之一个卷入。有几乎种植档次的章程描述,除了用于托管实现,分别用于不同之互相操作实现的调用。在本文中,我们仅考察图3代码中之托管方描述。方法描述在近似加载过程中来,初始化为指向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亮了一个卓越的布局,方法发明底扇实际上对代理,而不是实际的法子描述数据结构。对于实际的办法描述,这是-5字节的偏移,是每个方法的8个叠加字节的同样部分。这5只字节包含了调用预编译代理程序的通令。5字节之偏移可以由SOS的DumpMT输出从相,因为方法描述总是方法槽表指向的职位后的5只字节。在率先次于调动用时,会调用JIT编译程序。在编译完成后,包含调用指令的5只字节会被超越反至JIT编译后的x86代码的白白跳转指令覆盖。

图 12方描述

图12的措施表槽指向的代码进行反汇编,显示了对预编译代理的调用。以下是以
Method2 被JIT编译前的相反汇编的简化显示。

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

现今我们履行之办法,然后倒汇编相同的地点:

!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

当斯地点,只有开始5单字节是代码,剩余字节包含了Method2的措施描述的数目。“!u”命令不知晓这一点,所以生成的是无规律的代码,你可忽略5只字节后之保有东西。

CodeOrIL在JIT编译前带有IL中艺术实现的相对虚地址(Relative Virtual
Address
,RVA)。此域用作标志,表示是否IL。在遵照要求编译后,CLR以编译后底代码地址更新此域。让咱们于列有的函数中挑选一个,然后据此DumpMT命令分别出口在JIT编译前后的章程描述的内容:

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

编译后,方法描述的情如下:

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

措施的是标志域的编码包含了措施的种类,例如静态,实例,接口方法还是COM实现。让咱们看方法表另外一个犬牙交错的面:接口实现。它包裹了布局过程有的繁杂,让托管环境看就一点押起大概。然后,我们拿证明接口如何开展布局以及基于接口的不二法门分派的适工作章程。

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

当道发明的第12许节偏移处是一个要之指针,接口虚表(IVMap)。如图9所示,接口虚表指向一个应用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在接口类型第一不善加载时创造。每个接口的实现还在接口虚表中生出一个笔录。如果MyInterface1被简单个像样实现,在接口虚表表中即使产生零星只记录。该记录会反向指向MyClass方法发明内含的子表的初始位置,如图9所示。这是接口方法分派发生时使用的援。接口虚表是依据方法发明内含的接口图信息创建,接口图在艺术发明布局过程遭到因类的首位数据创建。一旦类型加载成功,只有接口虚表用于方法分派。

第28字节位置的接口图会指向内含在方表中的接口信息记录。在这种状况下,对MyClass实现之一定量个接口中的各个一个都出些许长条记下。第一长条接口信息记录之始4单字节指向MyInterface1的花色句柄(见图9图10)。接着的WORD(2字节)被一个标明占用(0意味从今父类派生,1表示由于时相仿实现)。在表明后的WORD是一个起槽(Start
Slot),被接近加载器用来布局接口实现之子表。对于MyInterface2,开始槽的价值吗4(从0开始编号),所以槽5和6仗于实现;对于MyInterface2,开始槽的价为6,所以槽7和8据为实现。类加载器会以急需时复制槽来出如此的效能:每个接口有投机的落实,然而物理映射到同一的方式描述。在MyClass中,MyInterface1.Method2同MyInterface2.Method2会指向相同的落实。

因接口的章程分派通过接口虚表进行,而直白的法分派通过保留在逐一槽的计描述地址进行。如之前提及,.NET框架下fastcall的调用约定,最先2独参数在恐的时段一般通过ECX和EDX寄存器传递。实例方法的第一独参数总是this指针,所以通过ECX寄存器传送,可以在“mov
ecx,esi”语句子看到就一点:

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

这些倒汇编显示了直调用MyClass的实例方法无动偏移。JIT编译器把办法描述的地点直接写到代码中。基于接口的分担通过接口虚表发生,和一直分派相比要一些分外的下令。一个命令用来得到接口虚表的地址,另一个取方式槽表中的接口实现的起来槽。而且,把一个靶实例转换为接口就待拷贝this指针到对象的变量。在图2负,语句“mi1=mc”使用一个命把mc的目标引用拷贝到mi1。

虚分派(Virtual Dispatch)

现今咱们看虚分派,并且和冲接口的摊进行较。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永恒的槽编号发生,和艺术表指针在特定的接近(类型)实现层次无关。在章程发明布局时,类加载器用覆盖的子类的实现代替父类的兑现。结果,对父亲对象的法门调用被分派到子对象的实现。反汇编显示了分派通过8哀号槽发生,可以当调试器的内存窗口(如图10所显示)和DumpMT的出口看到这或多或少。

静态变量(Static Variables)

静态变量是方法表数据结构的重要性组成部分。作为艺术发明的一样片段,它们分配在术发明的槽数组后。所有的原静态类型是内联的,而于组织以及援的种的静态值对象,通在句柄表中创造的靶子引用来针对。方法表中的对象引用指向应用程序域的语句柄表的靶子引用,它引用了堆积上创立的目标实例。一旦创立后,句柄表内的对象引用会如堆上的目标实例保持在,直到应用程序域于卸载。在图9
中,静态字符串变量str指于句柄表的对象引用,后者对GC堆上之MyString。

EEClass

EEClass在术发明创建前开在,它和措施发明组成起来,是项目声明的CLR版本。实际上,EEClass和方法表逻辑上是一个数据结构(它们并表示一个路),只不过因为用频度的差而吃分开。经常采取的域放在方法表,而不常应用的处于EEClass中。这样,需要被JIT编译函数使用的音信(如名字,域和偏移)在EEClass中,但是运行时需要之信息(如虚表槽和GC信息)在道表中。

针对各个一个种类会加载一个EEClass到应用程序域中,包括接口,类,抽象类,数组和组织。每个EEClass是一个深受实践引擎跟踪的培养的节点。CLR使用是网络以EEClass结构面临浏览,其目的包括类加载,方法发明布局,类型验证和类型转换。EEClass的子-父关系因继承层次建立,而父-子关系因接口层次与类加载顺序的构成。在执行托管代码的进程中,新的EEClass节点被在,节点的涉及被补充,新的关联让确立。在网中,相邻之EEClass还有一个程度的干。EEClass有三个域用于管理为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惨遭的MyClass上下文中之EEClass的语义,请参见图13

图13惟有展示了跟斯议论相关的一些域。因为咱们忽略了布局中的有处,我们尚无以觊觎中正好显示偏移。EEClass有一个间接的对于措施发明底援。EEClass也本着于默认应用程序域的勤堆分配的法子描述块。在道发明创建时,对过程堆上分红的处描述列表的一个援提供了域的布局信息。EEClass在应用程序域的低频堆分配,这样操作系统可以更好之进展内存分页管理,因此减少了劳作集。

图13 EEClass 布局

图13遭逢之其它域在MyClass(图3)的上下文的义不言自明。我们现探访用SOS输出的EEClass的真正的大体内存。在mc.Method1替代码行设置断点后,运行图3的主次。首先采取命令Name2EE获得MyClass的EEClass的地方。

!Name2EE C:WorkingtestClrInternalsSample1.exe MyClass

MethodTable: 009552a0
EEClass: 02ca3508
Name: MyClass

Name2EE的率先个参数时模块名,可以从DumpDomain命令得到。现在咱们收获了EEClass的地方,我们输出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与DumpClass的输出看起了同。元数据令牌(metadata
token,mdToken)表示了于模块PE文件中映射到内存的元数据表的MyClass索引,父类指向System.Object。从互动邻链指为名吧Program的EEClass,可以理解贪图13著的凡加载Program时之结果。

MyClass有8个虚表槽(可以为虚分派的点子)。即使Method1和Method2无是虚方法,它们可以经接口进行分摊时吃认为是虚函数并进入到列表中。把.cctor和.ctor加入到列表中,你晤面赢得总共10只法子。最后列有的凡看似的星星点点个静态域。MyClass没有实例域。其它地方不讲自明。

结论

咱俩关于CLR一些太紧要的内在的追究旅程算终止了。显然,还有众多问题用涉及,而且亟需在重新老的层系上谈论,但是我们希望马上得协助你盼事物如何做事。这里提供的很多底音信或者会见在.NET框架和CLR的新兴版被改变,不过尽管本文提到的CLR数据结构可能移,概念应该保障无转移。