关于C#静态函数什么时候被调用的问题
2010-09-30 21:00:31 来源:WEB开发网 闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鐐劤缂嶅﹪寮婚悢鍏尖拻閻庨潧澹婂Σ顔剧磼閻愵剙鍔ょ紓宥咃躬瀵鎮㈤崗灏栨嫽闁诲酣娼ф竟濠偽i鍓х<闁绘劦鍓欓崝銈囩磽瀹ュ拑韬€殿喖顭烽幃銏ゅ礂鐏忔牗瀚介梺璇查叄濞佳勭珶婵犲伣锝夘敊閸撗咃紲闂佺粯鍔﹂崜娆撳礉閵堝洨纾界€广儱鎷戦煬顒傗偓娈垮枛椤兘骞冮姀銈呯閻忓繑鐗楃€氫粙姊虹拠鏌ュ弰婵炰匠鍕彾濠电姴浼i敐澶樻晩闁告挆鍜冪床闂備胶绮崝锕傚礈濞嗘挸绀夐柕鍫濇川绾剧晫鈧箍鍎遍幏鎴︾叕椤掑倵鍋撳▓鍨灈妞ゎ厾鍏橀獮鍐閵堝懐顦ч柣蹇撶箲閻楁鈧矮绮欏铏规嫚閺屻儱寮板┑鐐板尃閸曨厾褰炬繝鐢靛Т娴硷綁鏁愭径妯绘櫓闂佸憡鎸嗛崪鍐簥闂傚倷娴囬鏍垂鎼淬劌绀冮柨婵嗘閻﹂亶姊婚崒娆掑厡妞ゃ垹锕ら埢宥夊即閵忕姷顔夐梺鎼炲労閸撴瑩鎮橀幎鑺ョ厸闁告劑鍔庢晶鏇犵磼閳ь剟宕橀埞澶哥盎闂婎偄娲ゅù鐑剿囬敃鈧湁婵犲﹤鐗忛悾娲煛鐏炶濡奸柍瑙勫灴瀹曞崬鈻庤箛鎾寸槗缂傚倸鍊烽梽宥夊礉鎼达絽鍨濇い鏍仜妗呴梺鍛婃处閸ㄦ壆绮婚幎鑺ュ€甸柨婵嗙凹缁ㄨ棄霉閻樿崵鐣烘慨濠冩そ濡啫鈽夊▎鎰€烽梺璇插閻噣宕¢幎鑺ュ仒妞ゆ洍鍋撶€规洖鐖奸、妤佸緞鐎n偅鐝┑鐘愁問閸n垳寰婇崜褉鍋撶粭娑樻搐缁犳煡鏌涢妷顔煎闁藉啰鍠栭弻锝夊棘閹稿孩鍠愰梺鑽ゅ枎缂嶅﹪寮诲☉鈶┾偓锕傚箣濠靛洨浜俊鐐€ら崜娆撴偋閸℃稈鈧棃宕橀鍢壯囧箹缁厜鍋撻懠顒€鍤紓鍌氬€风欢锟犲窗濡ゅ懎绠伴柟闂寸劍閸嬧晠鏌i幋锝嗩棄缁绢厸鍋撻梻浣虹帛閸旀洜绮旈棃娴虫盯宕橀鍏兼К闂侀€炲苯澧柕鍥у楠炴帡骞嬪┑鎰磻闁诲氦顫夐幐椋庣矆娓氣偓閸╃偤骞嬮敂钘変汗闂佸湱绮敮鈺傚閳ь剛绱撴担鐟板姢鐟滄壆鍋熼崚鎺戔枎閹惧疇鎽曞┑鐐村灦閻喖鈻介鍫熺厵閻熸瑥瀚慨鍥ㄣ亜閵夛妇绠炴慨濠冩そ閺屽懘鎮欓懠璺侯伃婵犫拃鍌氬祮闁哄瞼鍠栭幖褰掝敃閿濆懐锛撻梻浣瑰缁诲嫰宕戝☉銏犵厴闁瑰濮崑鎾绘晲鎼存ê浜炬い鎾寸⊕濞呭﹪鏌$仦鐣屝f繛纰变邯楠炲繒浠﹂挊澶婅厫闂傚倷鐒﹂惇褰掑磹閺囥垹绠犻柟閭﹀枟椤洟鏌熼幆褏鎽犲┑顖涙尦閺屾盯骞橀弶鎴犵シ闂佸憡鎸稿畷顒勨€旈崘顔嘉ч柛鈩冾殘娴犳悂姊洪懡銈呮毐闁哄懏鐩幃楣冩倻閽樺)銊ф喐婢舵劕纾婚柟鍓х帛閺呮煡骞栫划鐟板⒉闁诲繐绉瑰铏圭磼濡闉嶅┑鐐插级閿曘垺淇婇悽绋跨妞ゆ牗姘ㄩ悿鈧梻鍌氬€搁悧濠勭矙閹邦喛濮抽柤娴嬫櫇绾捐棄霉閿濆牊顥夐柣鎾村姈閹便劌螣缁嬪灝顬嬪┑鈥冲级閸旀瑩鐛Ο鍏煎珰闁肩⒈鍓﹀Σ浼存⒒娴gǹ鏆遍柟纰卞亰瀹曟劖绻濆В绋挎喘瀵埖鎯旈幘瀛樻澑婵$偑鍊栧濠氬Υ鐎n亶鍟呴柕澶涜礋娴滄粍銇勯幘璺轰粶婵℃彃顭烽弻锝夋晲閸パ冨箣濡ょ姷鍋炵敮锟犵嵁鐎n喖绫嶉柍褜鍓熼幃妤佺節濮橆厸鎷洪柣鐔哥懃鐎氼參宕曞Δ鍛厱婵☆垵銆€閸嬫捇鎮㈤幓鎺戠阀濠电姷鏁告慨鐑藉极閸涘﹥鍙忛柣鎴f閺嬩線鏌涘☉姗堟敾闁告瑥绻戦妵鍕箻閸楃偟浠肩紒鐐劤椤兘寮婚悢鐓庣鐟滃繒鏁☉銏$厓闂佸灝顑呴悘锕傛煏閸パ冾伃妤犵偞甯″畷鍗烆渻閹屾缂傚倸鍊搁崐椋庣矆娓氣偓钘濋梺顒€绉撮弸浣糕攽閻樿櫕鐨戠€规挷绶氶弻娑㈠焺閸愵亖濮囬梺绋匡功閸忔﹢寮诲☉妯锋斀闁糕剝顨忔导鈧俊鐐€栧褰掑礉閺囥垹鐓橀柟杈鹃檮閸婂鏌涢妷銏℃珖閺嶏繝姊绘担鍛婂暈闁圭ǹ顭烽幃鐑芥晜閻e备鏀虫繝鐢靛Т濞诧箓宕甸崘顔界厓闁告繂瀚弳鐔兼煥濞戞瑧鐭掓慨濠囩細閵囨劙骞掗幋婊冩瀳闂備礁鎲¢悷銉︻殽閹间礁鐓濋柟鐐灱閸亪鏌涢銈呮灁闁告ɑ鎮傞弻锝堢疀閺囩偘鎴风紒缁㈠幖閻栫厧鐣烽幋锕€绠婚悹鍥皺閻も偓濠电偠鎻徊浠嬪箟閿熺姴纾规い鏍仦閳锋垹鐥鐐村櫣濞存粌缍婇幃璺衡槈閺嵮冨Е闂佺硶鏂侀崑鎾愁渻閵堝棗绗掗柛鐕佸亰閹啫煤椤忓懐鍘告繛杈剧到濠€杈ㄦ櫠椤忓牊鐓冮悷娆忓閻忔挳鏌熼鐣屾噰鐎殿喖鐖奸獮瀣偐鏉堫煈鏁囬梻鍌氬€风粈浣革耿鏉堛劎浠氶梻浣侯攰婵倗鍒掓惔銊ョ闁圭儤顨呯猾宥夋煕椤愩倕鏋庡ù鐘烘缁辨挻鎷呴崜鎻掑壍濡炪倖娲樻繛濠囧极閸愵喖纾兼繛鎴炶壘楠炲牓姊绘担鍛婃儓婵炲眰鍨藉畷婵嗙暆閸曨剙鈧爼鏌eΟ鑲╁笡闁绘挻娲熼弻鐔兼嚋椤掆偓婵$厧霉濠婂嫬鍔ら柍瑙勫灴閺佸秹宕熼鈩冩線闂備胶枪閿曘儵鎮ч悩鑼殾婵犻潧顑嗛弲婵嬫煃瑜滈崜鐔煎灳閿曞倸閿ゆ俊銈傚亾闁绘帒鐏氶妵鍕箳瀹ュ牆鍘$紓浣哄Т婢т粙鍩€椤掆偓閸樻粓宕戦幘鏂ユ斀闁绘ǹ浜粣鏃堟煕鐎n偒娈旈柍瑙勫灴椤㈡瑧娑甸悜鐣屽弽婵犵數鍋涢幏鎴犲緤閸啣锝夊箛閺夎法顔婇梺鐟板暱绾绢參宕伴幘璇茬闁绘ḿ绮崵鎴︽煠缁嬭法浠涙慨锝嗗姍濮婂宕掑顑藉亾閻戣姤鍤勯柤鍝ユ暩娴犳碍绻濋悽闈涗粶妞ゆ洦鍙冨畷妤€螣娓氼垰娈ㄥ銈嗗姂閸婃牜鈧碍姘ㄩ埀顒傛嚀婢瑰﹪宕伴弽褉鏋旈柕濠忓缁♀偓闂佹眹鍨藉ḿ褎鐗庣紓浣哄亾濠㈡ḿ绮旈悷閭﹀殨闁哄被鍎辩粻鐢告煙閻戞ḿ绠橀柛鐐垫暬閺岋綁鎮╅悜姗嗕哗闁诲繐绻堥崝宀勵敊韫囨稑唯鐟滃宕戦幘鑸靛枂闁告洦鍓欑喊宥呪攽閳藉棗浜濈紒璇插€块敐鐐剁疀濞戞瑦鍎梺闈╁瘜閸橀箖鏁嶅⿰鍐f斀闁宠棄妫楅悘鐘绘煙绾板崬浜伴柨婵堝仜椤撳ジ宕堕埡鍐跨闯濠电偠鎻紞渚€藟閹捐绀夌€广儱顦伴悡娆戠磼鐎n亞浠㈤柡鍡涗憾閺岋綁鏁愰崶褍骞嬪Δ鐘靛仜椤戝寮崘顔肩劦妞ゆ帒鍊绘稉宥呪攽閻樺磭顣查柛瀣剁秮閺屾盯濡烽幋婵嗘殶濡ょ姴娲幃妤冩喆閸曨剙纰嶇紓浣割槹閹告娊鍨鹃弮鍫濈妞ゆ柨妲堣閺屾盯鍩勯崗鐙€浜Λ鍕吋閸モ晝锛濇繛杈剧到婢瑰﹪宕曢幇鐗堢厱闁靛ǹ鍎遍。宕囩磼椤旂⒈鍎忔い鎾冲悑瀵板嫮鈧綆浜栭崑鎾绘煥鐎c劋绨婚梺鐟版惈缁夊爼藝閿旈敮鍋撳▓鍨灈闁诲繑绻堥崺鐐哄箣閿曗偓閻擄繝鏌涢埄鍐炬畼濞寸媭鍨跺娲川婵犲海鍔堕梺鍛婃处閸欏骸煤閸涘﹣绻嗛柕鍫濈箳閸掍即鏌涢悤浣哥仸鐎规洘鍔欏畷褰掝敃閿濆懎浼庢繝纰樻閸ㄦ娊宕㈣缁傚秵銈i崘鈺佲偓鍨叏濡厧浜鹃悗姘炬嫹

看起来,刚才所说的“基类的静态构造函数先于类型的静态构造执行”的论断有些问题……
那么实际情况呢?实际情况应该是--类的静态构造函数在类型第一次被引用的时候调用。好了,本来说到这里实际上是可以打住了,不过我们既然有些CLR的源代码(sscli 2.0),那看看源码里面到底怎么回事吧。
由于我是使用Windbg调试的sscli代码,把调试命令以及其结果全部贴出来的话,需要介绍很多背景知识,打算另写几篇文章讲解,这里就把关键的命令以及其输出结果贴出来,等背景知识讲完了以后,再把整个分析过程描述一下(工程量好像还是蛮大的)。
第一我可以负责任地说,针对demo.cs里面的这两段代码:
25. B b = new B();
26. A a = new A();
CLR的确是先即时编译( JIT)B的静态构造函数,然后再即时编译A的静态构造函数。
第二触发A的静态构造函数的编译是由执行B的静态构造函数的过程所引起的。
第三A 的静态构造函数即时编译完成以后,立即就被调用了,虽然这个时候B的静态构造函数只被执行了一半。
下面是static B()被最后JIT成的汇编代码,为了各位网友阅读方便,我在关键的地方加了一些注释描述代码的意思。
# 04e4fe60是static B最后被 JIT的代码在内存存放的地址,通过查看MethodDesc获取到。
# 至于如何获取MethodDesc以及MethodDesc是什么,呃……属于背景知识。
0:000> !u 04e4fe60
Normal JIT generated code
B..cctor()
Begin 04e4fe60, size 65
# 由于我设置参数COMPlus_JitHalt的值为.cctor,即通知CLR在JIT完成任何一个类型的静
# 态构造函数后,立即中断托管程序(当然还有CLR本身)的执行。
#
# 所以CLR在JIT完成以后,特意加上了一个断点。
>>> 04e4fe60 cc int 3
# 下面的几段代码都是所有函数通用的初始化代码,比如需要多大的堆栈空间之类的。看
# 不懂没关系,如果想看懂的话,需要理解堆栈内存空间分配的方式,以及x86汇编的一# 些指令的意义。
04e4fe61 55 push ebp
04e4fe62 8bec mov ebp,esp
04e4fe64 56 push esi
04e4fe65 33f6 xor esi,esi
04e4fe67 56 push esi
04e4fe68 51 push ecx
04e4fe69 52 push edx
04e4fe6a b901000000 mov ecx,1
04e4fe6f 6a00 push 0
04e4fe71 e2fc loop 04e4fe6f
# 下面的代码判断是否要进行Just My Code方面的支持,Just My Code的实现原理我
# 还不是特别清楚,因此,呃……我们可以跳过……呃,还是跳过吧。
04e4fe73 b8d42b3c00 mov eax,3C2BD4h
04e4fe78 8b00 mov eax,dword ptr [eax]
04e4fe7a 85c0 test eax,eax
04e4fe7c 0f8407000000 je 04e4fe89
04e4fe82 b860ad4579 mov eax,offset mscorwks!JIT_DbgIsJustMyCode (7945ad60)
04e4fe87 ffd0 call eax
04e4fe89 90 nop
04e4fe8a fc cld
04e4fe8b 90 nop
04e4fe8c 90 nop
# 32D11FC是字符串“ssss”的内存地址,因为“ssss”是常量,所以它的地址总是在程序
# 启动的时候就已经分配好了,当然啦,如何看这个地址的内存,后面会讲到。
# 下面几段话就是把“ssss”的内存地址放到栈上,这里的栈,我指的是CLR是栈式机的
# 栈,因为后续的操作,也就是下面这条C#语句
# ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
# strText = “ssss”
# 会转化成下面这几条IL语句
# ldstr “ssss”
# stsfld string A::strText
#------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
# ldstr指令在执行之前,要求”ssss”的地址已经是在栈顶的。下面这段汇编指令就是干这
# 件事情的。
04e4fe8d b8fc112d03 mov eax,32D11FCh
04e4fe92 8b00 mov eax,dword ptr [eax]
# 3C2F54是A的MethodTable地址,什么是MethodTable以及它是干什么用的,也是
#背景知识。这篇文章不讲—否则就太长了,现在只要知道,这段汇编指令是为了让
# mscorwks!JIT_InitClass这个函数找到static A所对应的MethodDesc而做的操作。
04e4fe94 b9542f3c00 mov ecx,3C2F54h
04e4fe99 50 push eax
# 我们的学习 C++的时候,几乎 所有的书籍都会说,C++ 实例的构造函数是在实例的内存
# 被分配成功以后,才会调用 C++实例的构造函数。即下面的C++代码 :
# TestClass *ptc = new TestClass;
# 如果从C语言的角度来看,实际上是分两步完成的:
#
# TestClass *ptc = (TestClass *)malloc(sizeof(TestClass));
# ptc->TestClass(); // 调用构造函数
#
# 这样做是因为避免构造函数初始化实例成员的时候,发生访问违规的情况(因为实例
# 的内存已经预先分配好了)。
#
# 说了这么多,实际上就是为了说明C#的静态构造函数的调用顺序也是这样的,一个类型
# 的静态变量在进程内存中是只能有一份备份,但是内存还是要被分配的。所以上面的
# 两个汇编指令将分配的内存地址,传给下面的mscorwks!JIT_InitClass函数。
#
# 为什么是mscorwks!JIT_InitClass,而不是static A这个函数呢?
# 因为静态构造函数只能被调用一次, 这个函数的作用就是:
#
# 1. 先看静态构造函数是否已经JIT过,如果没有,则即时编译这个静态构造函数。
# 2. 然后判断这个静态构造函数是否已经被调用过了,这个判断是通过读写一个标志位做# 到的。
# 3. 如果没有被调用过,则调用它
04e4fe9a b880e04479 mov eax,offset mscorwks!JIT_InitClass (7944e080)
04e4fe9f ffd0 call eax
# 32D0D3C就是CLR单独保存类型A的静态成员所分配的内存空间,当然啦,我现在说你
# 肯定不相信,一会我会演示查看这段内存的方法。
#
# 注意,32D0D3C是A的静态成员地址,不是B的,因为上面的C#语句
# ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
# strText = “ssss”
# 完整的写,应该是 A.strText = “ssss”;
#
04e4fea1 b83c0d2d03 mov eax,32D0D3Ch
04e4fea6 50 push eax
# 调用一个通用的函数STSFLD_REF_helper,将A.strText的值赋为”ssss”
04e4fea7 b850bfa179 mov eax,offset mscorejt!STSFLD_REF_helper (79a1bf50)
04e4feac ffd0 call eax
# 下面的指令是标准的函数退出前的清理操作。
04e4feae 90 nop
04e4feaf 54 push esp
04e4feb0 55 push ebp
04e4feb1 b814000000 mov eax,14h
04e4feb6 50 push eax
04e4feb7 b8e091a179 mov eax,offset mscorejt!check_stack (79a191e0)
04e4febc ffd0 call eax
04e4febe 8b75fc mov esi,dword ptr [ebp-4]
04e4fec1 8be5 mov esp,ebp
04e4fec3 5d pop ebp
04e4fec4 c3 ret
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