讀懂IL代碼（一）

以前剛開始學C#的時候，總有高手跟我說，去了解一下IL代碼吧，看懂了你能更加清楚的知道你寫出來的代碼是如何運行互相調用的，可是那時候沒去看，后來補的，其實感覺也不晚。剛開始看IL代碼的時候，感覺非常吃力，一大堆不懂，后來，慢慢看，最后也能看得懂一丁點啦。

閑話不多說了，下面就開始講講IL代碼

1、什么是IL代碼

IL，也稱為CIL，MSIL，是.NET框架中中間語言（Intermediate Language）的縮寫。上一篇文章已經說過了，Visual Studio繼承的C#編譯器可以直接把C#寫的源程序編譯成.exe或.dll格式的文件，這些文件里面保存的就是IL代碼，這些代碼CPU是認不得的，只能再經過JIT編譯后，CPU才會執行。

2、How to Study IL

IL的代碼形式比較特殊，看起來會比較吃力，理解全部肯定更困難。但在這個世上有一個定律叫做“二八原則”，20%的人掌握着世上80%的財富。這在編程上也是一樣的，80%的功能其實只需要用20%的技術就可以完成了，但另外的20%，就有可能需要80%的技術了。學習IL代碼也是一樣，它有200多個指令（可以查看這里：IL指令），我們只要學習常用的20%就可以解決80%的問題了。不管怎么說，就是要多看，看多了自然就會懂了。

3、怎么查看源代碼

（1）先寫正常程序，通過編譯

（2）找Bin文件夾中找到exe后綴的文件

（3）拖入Reflector（我習慣用這個來看反編譯代碼），也可以使用別的反編譯軟件，比如ILDasm，ILSpy等。初學者我是建議使用ILDasm，因為這是微軟自帶的。

我在網上找了兩張圖，是使用ILDasm的，大家可以參考借鑒一下。

上面兩張圖是用ILDasm的。而我還是習慣用Reflector。

上圖的右邊就是傳說中的IL代碼了，看起來復雜嗎？應該不復雜吧，來，再多看幾眼......下面我就一句一句來解釋。

//Call Stack是調用棧，一個局部變量列表，用於存儲.locals init([0] int32 num,[1] int32 num2,[2] int32 num3)初始化變量。

//Evaluation Stack也是一個評估棧，用來存儲值，比如ldc.i4.1這種指令會把1壓入棧中等待操作。

//棧是一種先進后出的數據結構。

//hidebysig指令表示如果當前類為父類，用該指令標記的方法將不會被子類繼承
//cil managed表明方法體中的代碼是IL代碼，且是托管代碼，即運行在CLR運行庫上的代碼
.method private hidebysig static void Main(string[] args)cil managed
{
    .entrypoint //該指令代表該函數程序的入口函數。每一個托管應用程序都有且只有一個入口函數，CLR加載程序時，首先從.entrypoint函數開始執行。
    .maxstack 2 //執行構造函數時，評估堆棧可容納數據項的最大個數。評估堆棧是保存方法中所需要變量的值的一個內存區域，該區域在方法執行結束時會被清空，或者存儲一個返回值。
    .locals init (
        [0] int32 num,
        [1] int32 num2,
        [2] int32 num3) //表示定義int類型的變量，變量名分別為num,num2,num3。存儲在調用棧。
    L_0000: nop  //No operation的意思，即沒有任何操作。
    L_0001: ldc.i4.1  //將“1”壓入評估棧，此時“1”處於評估棧的棧頂。
    L_0002: stloc.0  //此指令表示把值從評估棧中彈出，並賦值給調用棧的第0個變量num。
    L_0003: ldc.i4.2 
    L_0004: stloc.1 
    L_0005: ldc.i4.3 
    L_0006: stloc.2 //從.locals init到L_0006，相當於C#代碼的為i，j，k賦值。
    L_0007: ldloc.0  //取調用棧中位置為0的元素壓入評估棧（取i的值）。
    L_0008: ldloc.1  //取調用棧中位置為1的元素壓入評估棧（取j的值）。
    L_0009: add  //做加法操作
    L_000a: ldloc.2 //取調用棧中位置為2的元素壓入評估棧（取k的值）。
    L_000b: add  //做加法操作
    L_000c: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(int32) //調用輸出方法
    L_0011: nop  //No Operation
    L_0012: call valuetype [mscorlib]System.ConsoleKeyInfo [mscorlib]System.Console::ReadKey() //調用ReadKey方法
    L_0017: pop //把評估棧的內容清空
    L_0018: ret  //return 標記返回值
} //Main方法結束 

 

通過上面的代碼，我們可以總結一下：

.maxstack:代碼中變量需要在調用棧（Call Stack）中占用幾個位置；

.locals int(......)：定義變量初始化並放入調用棧中（Call Stack）；

nop：No Operation，沒有任何操作；

ldstr：Load String，把字符串壓入評估棧（Evaluation Stack）中；

ldc.i4.1：把數值2以4字節長度整數的形式壓入評估棧；

stloc：把評估棧（Evaluation）中的值彈出賦值到調用棧中（Call Stack）；

ldloc：把調用棧（Call Stack）中指定位置的值取出（Copy）壓入評估棧（Evaluation Stack）中；

call：調用指定的方法，這個指令一般用於調用靜態方法；而callvir則一般用於調用實例方法；

ret：return ，標記返回。

 

 以上的IL代碼算是比較簡單的一段代碼，因為沒有條件判斷等流程控制。但只要記住每一條IL指令固定的操作，我覺得也不難。接下來會寫第二部分，主要寫引用類型的IL代碼，更深入理解IL代碼。