本文將介紹以下內(nèi)容：

• IL代碼分析方法 
• Hello, world歷史 
• .NET學習方法論

1. 引言

1988年Brian W. Kernighan和Dennis M. Ritchie合著了軟件史上的經(jīng)典巨著《The C programming Language》,，我推薦所有的程序人都有機會重溫這本歷史上的經(jīng)典之作。從那時起,，Hello, world示例就作為了幾乎所有實踐型程序設(shè)計書籍的開篇代碼,，一直延續(xù)至今,，除了表達對巨人與歷史的尊重，本文也以Hello, world示例作為我們扣開IL語言的起點,，開始我們循序漸進的IL認識之旅,。

2. 從Hello, world開始

首先，當然是展示我們的Hello, world代碼,，開始一段有益的分享,。

這段代碼執(zhí)行了最簡單的過程，向陌生的世界打了一個招呼,，那么運行在高級語言背后真相又是什么呢,，下面開始我們基于上述示例的IL代碼分析。 

3. IL體驗中心

對編譯后的可執(zhí)行文件HelloWorld.exe應(yīng)用ILDasm.exe反編譯工具,，還原HelloWorld的為文本MSIL編碼,，至于其工作原理我們期望在系列的后續(xù)文章中做以交代，我們查看其截圖為：

由上圖可知,，編譯后的IL結(jié)構(gòu)中,，包含了MANIFEST和HelloWorld類，其中MANIFEST是個附加信息列表,，主要包含了程序集的一些屬性,，例如程序集名稱、版本號,、哈希算法、程序集模塊等,，以及對外部引用程序集的引用項,；而HelloWorld類則是我們下面介紹的主角。

3.1 MANIFEST清單分析

打開MANIFEST清單,，我們可以看到

從這段IL代碼中,，我們的分析如下：

• .assembly指令用于定義編譯目標或者加載外部庫。在IL清單中可見,，.assembly extern mscorlib表示外部加載了外部核心庫mscorlib,，而.assembly HelloWorld則表示了定義的編譯目標。值得注意的是,，.assembly將只顯示程序中實際應(yīng)用到的程序集列表,，而對于加入using引用的程序集，如果并未在程序中引用,，則編譯器會忽略多加載的程序集,，例如System.Data將被忽略,，這樣就有效避免了過度加載引起的代碼膨脹。
• 我們知道m(xù)scorlib.dll程序集定義managed code依賴的核心數(shù)據(jù)類型,，屬于必須加載項,。 例如接下來要分析的.ctor指令表示構(gòu)造函數(shù)，從代碼中我們知道沒有為HelloWord類提供任何顯示的構(gòu)造函數(shù),，因此可以肯定其繼承自基類System.Object,，而這個System.Object就包含在mscorlib程序集中。
• 在外部指令中還會指明了引用版本（.ver）,；應(yīng)用程序?qū)嶋H公鑰標記（.publickeytoken）,，公鑰Token是SHA1哈希碼的低8位字節(jié)的反序（如下圖所示），用于唯一的確定程序集,；還包括其他信息如語言文化等,。

• HelloWorld程序集中包括了.hash algorithm指令，表示實現(xiàn)安全性所使用的哈希算法,，系統(tǒng)缺省為0x00008004,，表明為SHA1算法；.ver則表示了HelloWorld程序集的版本號,；
• 程序集由模塊組成,， .module為程序集指令，表明定義的模塊的元數(shù)據(jù),，以指定當前模塊,。
• 其他的指令還有：imagebase為影像基地址；.file alignment為文件對齊數(shù)值,；.subsystem為連接系統(tǒng)類型,，0x0003表示從控制臺運行；.corflags為設(shè)置運行庫頭文件標志,，默認為1,；這些指令不是我們研究的重點，詳細的信息請參考MSDN相關(guān)信息,。

3.2 HelloWorld類分析

首先是HelloWorld類,，代碼為：

• .class表明了HelloWorld是一個public類，該類繼承自外部程序集mscorlib的System.Object類,。
• public為訪問控制權(quán)限,，這點很容易理解。
• auto表明程序加載時內(nèi)存的布局是由CLR決定的,，而不是程序本身
• ansi屬性則為了在沒有被管理和被管理代碼間實現(xiàn)無縫轉(zhuǎn)換,。沒有被管理的代碼，指的是沒有運行在CLR運行庫之上的代碼，例如原來的C,，C++代碼等,。
• beforefieldinit屬性為HelloWorld提供了一個附加信息，用于標記運行庫可以在任何時候執(zhí)行類型構(gòu)造函數(shù)方法,，只要該方法在第一次訪問其靜態(tài)字段之前執(zhí)行即可,。如果沒有beforefieldinit則運行庫必須在某個精確時間執(zhí)行類型構(gòu)造函數(shù)方法，從而影響性能優(yōu)化,，詳細的情況可以參與MSDN相關(guān)內(nèi)容,。 

然后是.ctor方法，代碼為：

• cil managed 說明方法體中為IL代碼,，指示編譯器編譯為托管代碼,。
• .maxstack表明執(zhí)行構(gòu)造函數(shù).ctor期間的評估堆棧（Evaluation Stack）可容納數(shù)據(jù)項的最大個數(shù)。關(guān)于評估堆棧,，其用于保存方法所需變量的值,，并在方法執(zhí)行結(jié)束時清空，或者存儲一個返回值,。
• IL_0000,，是一個標記代碼行開頭，一般來說,，IL_之前的部分為變量的聲明和初始化,。
• ldarg.0 表示裝載第一個成員參數(shù)，在實例方法中指的是當前實例的引用,，該引用將用于在基類構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用,。
• call指令一般用于調(diào)用靜態(tài)方法，因為靜態(tài)方法是在編譯期指定的,，而在此調(diào)用的是構(gòu)造函數(shù).ctor()也是在編譯期指定的,；而另一個指令callvirt則表示調(diào)用實例方法，它的調(diào)用過程有異于call,，函數(shù)的調(diào)用是在運行時確定的,，首先會檢查被調(diào)用函數(shù)是否為虛函數(shù)，如果不是就直接調(diào)用,，如果是則向下檢查子類是否有重寫，如果有就調(diào)用重寫實現(xiàn),，如果沒有還調(diào)用原來的函數(shù),，依次類推直到找到最新的重寫實現(xiàn)。
• ret表示執(zhí)行完畢,，返回,。

最后是Main方法，代碼為：

• .entrypoint指令表明了CLR加載程序HelloWorld.exe時,，是首先從.entrypoint方法開始執(zhí)行的,，也就是表明Main方法將作為程序的入口函數(shù),。每個托管程序必須有并且只有一個入口點。這區(qū)別于將Main函數(shù)作為程序入口標志,。
• ldstr指令表示將字符串壓棧,，"Hello, world."字符串將被移到stack頂部。CLR通過從元數(shù)據(jù)表中獲得文字常量來構(gòu)造string對象,，值得注意的是,，在此構(gòu)造string對象并未出現(xiàn)在《第五回：深入淺出關(guān)鍵字---把new說透》中提到的newobj指令，對于這一點的解釋我們將在下一回中做簡要分析,。
• hidebysig屬性用于表示如果當前類作為父類時,，類中的方法不會被子類繼承，因此HelloWorld子類中不會看到Main方法,。

接下來的一點補充：

• 關(guān)于注釋,，IL代碼中的注釋和C#等高級語言的注釋相同，其實編譯器在編譯IL代碼時已經(jīng)將所有的注釋去掉,，所以任何對程序的注釋在IL代碼中是看不見的,。 

3.3 回歸簡潔

去粗取精，我們的IL代碼可以簡化,，下面的代碼是基于上面的分析，并去處不重要的信息,，以更簡潔的方式來展現(xiàn)的HelloWorld版IL代碼，詳細的分析就以注釋來展開吧,。

4. 結(jié)論

結(jié)束本文,，我們從一個點的角度和IL來了一次接觸,，除了了解幾個重要的指令含義,，更重要的是已經(jīng)走進了IL的世界,。通過一站式的掃描HelloWorld的IL編碼,，我們還不足以從全局來了解IL,，不過第一次的親密接觸至少讓我們太陌生,，而且隨著系列文章的深入我們將逐漸建立起這種認知,，從而提高我們掌握了解.NET底層的有效工具,。本系列也將在后續(xù)的文章中,，逐漸建立起這種使用工具的方法,，敬請關(guān)注,。