读懂IL代码（一）

以前刚开始学C#的时候，总有高手跟我说，去了解一下IL代码吧，看懂了你能更加清楚的知道你写出来的代码是如何运行互相调用的，可是那时候没去看，后来补的，其实感觉也不晚。刚开始看IL代码的时候，感觉非常吃力，一大堆不懂，后来，慢慢看，最后也能看得懂一丁点啦。

闲话不多说了，下面就开始讲讲IL代码

1、什么是IL代码

IL，也称为CIL，MSIL，是.NET框架中中间语言（Intermediate Language）的缩写。上一篇文章已经说过了，Visual Studio继承的C#编译器可以直接把C#写的源程序编译成.exe或.dll格式的文件，这些文件里面保存的就是IL代码，这些代码CPU是认不得的，只能再经过JIT编译后，CPU才会执行。

2、How to Study IL

IL的代码形式比较特殊，看起来会比较吃力，理解全部肯定更困难。但在这个世上有一个定律叫做“二八原则”，20%的人掌握着世上80%的财富。这在编程上也是一样的，80%的功能其实只需要用20%的技术就可以完成了，但另外的20%，就有可能需要80%的技术了。学习IL代码也是一样，它有200多个指令（可以查看这里：IL指令），我们只要学习常用的20%就可以解决80%的问题了。不管怎么说，就是要多看，看多了自然就会懂了。

3、怎么查看源代码

（1）先写正常程序，通过编译

（2）找Bin文件夹中找到exe后缀的文件

（3）拖入Reflector（我习惯用这个来看反编译代码），也可以使用别的反编译软件，比如ILDasm，ILSpy等。初学者我是建议使用ILDasm，因为这是微软自带的。

我在网上找了两张图，是使用ILDasm的，大家可以参考借鉴一下。

上面两张图是用ILDasm的。而我还是习惯用Reflector。

上图的右边就是传说中的IL代码了，看起来复杂吗？应该不复杂吧，来，再多看几眼......下面我就一句一句来解释。

//Call Stack是调用栈，一个局部变量列表，用于存储.locals init([0] int32 num,[1] int32 num2,[2] int32 num3)初始化变量。

//Evaluation Stack也是一个评估栈，用来存储值，比如ldc.i4.1这种指令会把1压入栈中等待操作。

//栈是一种先进后出的数据结构。

//hidebysig指令表示如果当前类为父类，用该指令标记的方法将不会被子类继承
//cil managed表明方法体中的代码是IL代码，且是托管代码，即运行在CLR运行库上的代码
.method private hidebysig static void Main(string[] args)cil managed
{
    .entrypoint //该指令代表该函数程序的入口函数。每一个托管应用程序都有且只有一个入口函数，CLR加载程序时，首先从.entrypoint函数开始执行。
    .maxstack 2 //执行构造函数时，评估堆栈可容纳数据项的最大个数。评估堆栈是保存方法中所需要变量的值的一个内存区域，该区域在方法执行结束时会被清空，或者存储一个返回值。
    .locals init (
        [0] int32 num,
        [1] int32 num2,
        [2] int32 num3) //表示定义int类型的变量，变量名分别为num,num2,num3。存储在调用栈。
    L_0000: nop  //No operation的意思，即没有任何操作。
    L_0001: ldc.i4.1  //将“1”压入评估栈，此时“1”处于评估栈的栈顶。
    L_0002: stloc.0  //此指令表示把值从评估栈中弹出，并赋值给调用栈的第0个变量num。
    L_0003: ldc.i4.2 
    L_0004: stloc.1 
    L_0005: ldc.i4.3 
    L_0006: stloc.2 //从.locals init到L_0006，相当于C#代码的为i，j，k赋值。
    L_0007: ldloc.0  //取调用栈中位置为0的元素压入评估栈（取i的值）。
    L_0008: ldloc.1  //取调用栈中位置为1的元素压入评估栈（取j的值）。
    L_0009: add  //做加法操作
    L_000a: ldloc.2 //取调用栈中位置为2的元素压入评估栈（取k的值）。
    L_000b: add  //做加法操作
    L_000c: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(int32) //调用输出方法
    L_0011: nop  //No Operation
    L_0012: call valuetype [mscorlib]System.ConsoleKeyInfo [mscorlib]System.Console::ReadKey() //调用ReadKey方法
    L_0017: pop //把评估栈的内容清空
    L_0018: ret  //return 标记返回值
} //Main方法结束

 

通过上面的代码，我们可以总结一下：

.maxstack:代码中变量需要在调用栈（Call Stack）中占用几个位置；

.locals int(......)：定义变量初始化并放入调用栈中（Call Stack）；

nop：No Operation，没有任何操作；

ldstr：Load String，把字符串压入评估栈（Evaluation Stack）中；

ldc.i4.1：把数值2以4字节长度整数的形式压入评估栈；

stloc：把评估栈（Evaluation）中的值弹出赋值到调用栈中（Call Stack）；

ldloc：把调用栈（Call Stack）中指定位置的值取出（Copy）压入评估栈（Evaluation Stack）中；

call：调用指定的方法，这个指令一般用于调用静态方法；而callvir则一般用于调用实例方法；

ret：return ，标记返回。

 

 以上的IL代码算是比较简单的一段代码，因为没有条件判断等流程控制。但只要记住每一条IL指令固定的操作，我觉得也不难。接下来会写第二部分，主要写引用类型的IL代码，更深入理解IL代码。