Язык программирования C#9 и платформа .NET5 - Троелсен Эндрю

  End Module

  ' Калькулятор VB.NET.

  Class Calc

    Public Function Add(ByVal addendl As Integer,

                        ByVal addend2 As Integer) As Integer

      Return addendl + addend2

    End Function

  End Class

End Namespace

Просмотрев код CIL такого метода Add(), можно найти похожие инструкции (слегка скорректированные компилятором Visual Basic):

.method public hidebysig instance int32

    Add(int32 addendl, int32 addend2) cil managed

{

  // Code size    9(0x9)

  // Размер кода  9(0x9)

  .maxstack 2

  .locals init (int32 V_0)

  IL_0000: nop

  IL_0001: ldarg.1

  IL_0002: ldarg.2

  IL_0003: add

  IL_0004: stloc.0

  IL_0005: br.s  IL_0007

  IL_0007: ldloc.0

  IL 0008: ret

} // end of method Calc::Add

  // конец метода Calc::Add

В качестве финального примера ниже представлена та же самая простая программа Calc, разработанная на F# (еще одном языке .NET Core):

// Узнайте больше о языке F# на веб-сайте http://fsharp.org

// Calc.fs

open System

module Calc =

  let add addendl addend2 =

    addendl + addend2

[<EntryPoint>]

let main argv =

  let ans = Calc.add 10 84

  printfn "10 + 84 is %d" ans

  Console.ReadLine()

  0

Если вы просмотрите код CIL для метода Add(), то снова найдете похожие инструкции (слегка скорректированные компилятором F#).

.method public static int32 Add(int32 addendl,

int32 addend2) cil managed

{

  .custom instance void [FSharp.Core]Microsoft.FSharp.Core.

CompilationArgumentCountsAttribute::.ctor(int32[]) = ( 01 00 02 00 00

00 01 00 00 00 01 00 00 00 00 00 )

  // Code size 4 (0x4)

  // Размер кода 4 (0x4)

(window.adrunTag = window.adrunTag || []).push({v: 1, el: 'adrun-4-390', c: 4, b: 390})

  .maxstack 8

  IL_0000: ldarg.0

  IL_0001: ldarg.l

  IL_0002: add

  IL_0003: ret

} // end of method Calc::'add

  // конец метода Calc::'add' 

Преимущества языка CIL

В этот момент вас может интересовать, какую выгоду приносит компиляция исходного кода в CIL, а не напрямую в специфичный набор инструкций. Одним из преимуществ является языковая интеграция. Как вы уже видели, все компиляторы .NET Core выпускают практически идентичные инструкции CIL. Следовательно, все языки способны взаимодействовать в рамках четко определенной "двоичной арены".

Более того, учитывая независимость от платформы языка CIL, сама инфраструктура .NET Core не зависит от платформы и обеспечивает те же самые преимущества, к которым так привыкли разработчики на Java (например, единую кодовую базу, функционирующую в средах многочисленных операционных систем). В действительности для языка C# предусмотрен международный стандарт. До выхода .NET Core существовало множество реализаций .NET для платформ, отличающихся от Windows, таких как Mono. Они по-прежнему доступны, хотя благодаря межплатформенной природе .NET Core потребность в них значительно снизилась.

Компиляция кода CIL в инструкции, специфичные для платформы

Поскольку сборки содержат инструкции CIL, а не инструкции, специфичные для платформы, перед применением код CIL должен компилироваться на лету. Компонентом, который транслирует код CIL в содержательные инструкции центрального процессора (ЦП), является оперативный (JIT) компилятор (иногда называемый jitter). Для каждого целевого ЦП исполняющая среда .NET Core задействует JIT-компилятор, который оптимизирован под лежащую в основе платформу.

Скажем, если строится приложение .NET Core, предназначенное для развертывания на карманном устройстве (наподобие смартфона с iOS или Android), то соответствующий JIT-компилятор будет оснащен возможностями запуска в среде с ограниченным объемом памяти. С другой стороны, если сборка развертывается на внутреннем сервере компании (где память редко оказывается проблемой), тогда JIT-компилятор будет оптимизирован для функционирования в среде с большим объемом памяти. Таким образом, разработчики могут писать единственный блок кода, который способен эффективно транслироваться JIT-компилятором и выполняться на машинах с разной архитектурой.

Вдобавок при трансляции инструкций CIL в соответствующий машинный код JIT-компилятор будет кешировать результаты в памяти в манере, подходящей для целевой ОС. В таком случае, если производится вызов метода по имени PrintDocument(), то инструкции CIL компилируются в специфичные для платформы инструкции при первом вызове и остаются в памяти для более позднего использования. Благодаря этому при вызове метода PrintDocument() в следующий раз повторная компиляция инструкций CIL не понадобится.

Предварительная компиляция кода CIL в инструкции, специфичные для платформы

В .NET Core имеется утилита под названием crossgen.exe, которую вы можете использовать для предварительной компиляции JIT своего кода. К счастью, в .NET Core 3.0 возможность производить "готовые к запуску" сборки встроена в инфраструктуру. Более подробно об этом речь пойдет позже в книге.