ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ С# 2005 И ПЛАТФОРМА .NET 2.0. 3-е издание - Эндрю Троелсен

   ldstr "Junior"

   // Создание нового CILCar: сохранение и загрузка ссылки.

   newobj: instance void [CILCars] CILCars.CILCar::.сtor(int32, string)

   stloc.0

   ldloc.0

   // Вызов Display() и передача верхнего значения из стека.

   call void [CILCars] CILCars.CILCarInfo::Display(class [CILCars]CILCars.CILCar)

   ret

  }

 }

}

Здесь единственным кодом операции, заслуживающим комментария, является .entrуpoint. Напомним, что этот код операций используется для обозначения метода, который должен выступать в качестве точки входа модуля *.eхе. Ввиду того, что среда CLR идентифицирует начальный метод для выполнения именно с помощью.entrypoint, сам метод может называться как угодно (хотя в нашем примере он называется Main()). В остальном CIL-код метода Main() представляет действия, связанные с добавлением значений в стек и извлечением их из стека.

Заметьте, однако, что для создания CILCar используется код операции.newobj. В связи с этим напомним, что при вызове члена типа непосредственно в CIL вы должны применить синтаксис с использованием двойного двоеточия и, как всегда, указать абсолютное имя типа. Восприняв сказанное, вы можете скомпилировать свой новый файл с помощью ilasm.exe, проверить полученный компоновочный блок с помощью peverifу.exe, а затем выполнить программу.

ilasm CilCarClient.il

peverify CilCarClient.exe

CILCarClient.exe

На рис. 15.5 показан конечный результат.

Рис. 15.5. Ваш CILCar в действии

На этом, выполнив первую задачу этой главы, мы закончим освоение азбуки CIL. К этому моменту, я надеюсь, вы уверенно сможете открыть любой компоновочный блок .NET с помощью ildasm.exe и лучше понимаете, что происходит внутри него.

Динамические компоновочные блоки

Как видите, процесс создания сложного приложения .NET непосредственно в CIL оказывается довольно трудоемким. С одной стороны, CIL является чрезвычайно выразительным языком программирования, позволяющим взаимодействовать со всеми программными конструкциями, допустимыми в CTS. С другой стороны, создание CIL-кода является делом скучным, утомительным и сопряженным с множеством ошибок. Хотя верно и то, что знание – это сила, вы можете поинтересоваться, действительно ли это так важно, чтобы "загромождать" законами синтаксиса CIL свою память. Я отвечу так: это зависит от многого. Конечно, для большинства ваших .NET-проектов рассматривать, редактировать или непосредственно создавать программный код CIL не потребуется. Но, освоив азбуку CIL, вы теперь готовы к обсуждению динамических компоновочных блоков (которые называются так в противоположность статическим компоновочным блокам) и роли пространства имен System.Reflection.Emit.

Здесь сразу же может возникнуть вопрос: "В чем разница между статическими и динамическими компоновочными блоками?" По определению, статические компоновочные блоки являются двоичными файлами .NET, загружаемыми по запросу CLR непосредственно с диска (в предположении о том, что они размещены где-то на вашем жестком диске в физическом файле или, возможно, во множестве файлов, если компоновочный блок является многомодульным). Как вы можете догадаться сами, каждый раз, когда вы компилируете исходный код C#, вы получаете статический компоновочный блок.

Динамический компоновочный блок, с другой стороны, создается в памяти "на лету", с использованием типов, предлагаемых пространством имен System. Reflection.Emit. Пространство имен System.Reflection.Emit делает возможным создание компоновочного блока и его модулей, определений типов и логики реализации CIL прямо в среде выполнения. Создав компоновочный блок таким образом, вы можете сохранить свой находящийся в памяти двоичный объект на диск. В результате, конечно, получится новый статический компоновочный блок. Для понимания процесса построения динамического компоновочного блока с помощью пространства имен System.Reflection.Emit требуется определенный уровень понимания кодов операций CIL.

Конечно, создание динамических компоновочных блоков является довольно сложным (и не слишком часто применяемым) приемом программирования, но этот подход может оказаться полезным в следующих обстоятельствах,

• При создании инструментов программирования .NET. позволяющих по требованию динамически генерировать компоновочные блоки в зависимости от пользовательского ввода.

• При создании программ, способных динамически генерировать агенты доступа к удаленным типам на основе получаемых метаданных.

• При загрузке статических компоновочных блоков с динамическим добавлением новых типов в двоичный образ.

Учитывая сказанное, давайте рассмотрим типы, предлагаемые в System.Reflection.Emit.

Исследование пространства имен System.Reflection.Emit

Для создания динамического компоновочного блока требуется в определенной мере понимать коды операций CIL, но типы пространства имен System.Reflection. Emit в максимальной мере "пытаются" скрыть сложность CIL. Например, вместо прямого указания необходимых директив и атрибутов CIL при определении типа класса вы можете просто использовать класс TypeBuilder. Точно так же, чтобы определить новый конструктор уровня экземпляра, нет никакой необходимости использовать specialname, rtspecialname и лексемы .ctor – вместо этого можно просто использовать ConstructorBuilder. Описания ключевых членов пространства имен System.Reflection.Emit приводятся в табл. 15.8.

Таблица 15.8. Избранные члены пространства имен System.Reflection.Emit

Члены Описание AssemblyBuilder Используется для создания компоновочного блока (*.dll или *.exe) в среде выполнения. В случае *.exe следует вызвать метод ModuleBuilder.SetEntryPoint(), чтобы указать метод, являющийся точкой входа в модуль. Если точка входа не указана, будет сгенерирована *.dll ModuleBuilder Используется для определения множества модулей в рамках данного компоновочного блока EnumBuilder Используется для создания типа перечня .NET TypeBuilder Может использоваться дли создания классов, интерфейсов, структур и делегатов в рамках модуля в среде выполнения MethodBuilder EventBuilder LocalBuilder PropertyBuilder FieldBuilder ConstructorBuilder CustomAttributeBuilder ParameterBuilder Используются для создания членов типа (таких как методы, локальные переменные, свойства, конструкторы и атрибуты) в среде выполнения ILGenerator Генерирует коды операций CIL в данном члене типа OpCodes Обеспечивает множество полей, отображающихся в коды операций CIL. Этот тип используется вместе с различными членами System.Reflection.Emit.ILGenerator

В общем, типы пространства имен System.Reflection.Emit при построении динамического двоичного модуля позволяют представлять "сырые" лексемы CIL программными единицами. Возможности использования многих из указанных членов будут продемонстрированы в следующем примере, но тип ILGenerator заслуживает отдельного обсуждения.

Роль System.Reflection.Emit.ILGenerator

Как следует из самого имени указанного типа, роль ILGenerator заключается в добавлении кодов операций CIL в данный член типа. Обычно нет необходимости непосредственно создавать объект ILGenerator, а нужно просто получить действительную ссылку на тип ILGenerator, используя типы, связанные с компоновщиком (такие как MethodBuilder и ConstructorBuilder). Например:

// Получение ILGenerator из объекта ConstructorBuilder

// с именем 'myCtorBuilder'.

ConstructorBuilder myCtorBuilder = new ConstructorBuilder (/*…различные аргументы… */);

 ILGenerator myCILGen = myCtorBuilder.GetILGenerator();

Имея ILGenerator, вы можете генерировать "сырые" коды операций CIL, используя любые из целого набора методов. Некоторые (но, конечно же, не все) методы ILGenerator описаны в табл. 15.9.

Таблица 15.9. Подборка методов ILGenerator

Метод Описание BeginCatchBlock() Начинает блок catch BeginExceptionBlock() Начинает блок неотфильтрованного исключения BeginFinallyBlock() Начинает блок finally BeginScope() Начинает лексический контекст DeclareLocal() Объявляет локальную переменную DefineLabel() Объявляет новую метку Emit() Является перегруженным и позволяет генерировать коды операций CIL EmitCall() Вставляет код операции call или callvirt в поток CIL EmitWriteLine() Генерирует вызов Console.WriteLine() с различными типами значений EndExceptionBlock() Завершает блок исключения EndScope() Завершает лексический контекст ThrowException() Создает инструкцию для генерирования исключения UsingNamespace() Указывает пространство имен, которое будет использоваться для оценки локальных переменных и наблюдаемых значений в текущем активном лексическом контексте

Ключевым методом ILGenerator является метод Emit(), который работает в совокупности с типом класса System.Reflection.Emit.OpCodes. Как уже упоминалось в этой главе, данный тип открывает большой набор доступных только для чтения полей, отображающихся в коды операций CIL. Полностью эти члены описаны в оперативно доступной системе справки, но целый ряд примеров вы сможете увидеть и на следующих страницах.