泛型如何被JIT编译器编译？

Question

我知道泛型是由JIT（和其他所有东西一样）编译的，而模板则在编译代码时生成。
但问题在于，可以通过反射在运行时创建新的泛型类型。
这可能会影响已经通过语义解析器的泛型约束。

有人能解释一下这是如何处理的吗？发生了什么？
（包括代码生成和语义检查）

- Yochai Timmer

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编译器不仅执行限制条件，JIT（Just-In-Time）编译器也会检查它们。泛型有几个比较复杂的方面，其中它们如何生成 ngen 是特别令人困惑的。这确实花了他们五年时间。 - Hans Passant

Answer 1

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安德斯·海尔斯伯格：[...] 在CLR（公共语言运行时）中， 当编译List或任何其他泛型类型时， 它会将其编译成IL（中间语言）和元数据， 就像任何普通类型一样。IL和元数据包含了 额外的信息，知道有一个类型参数， 当然，从原则上讲，泛型类型的编译方式与 任何其他类型的编译方式相同。在运行时， 当应用程序首次引用List时，系统会查看 是否已经有人要求List<int>。 如果没有，它将IL和元数据传递给JIT， 以及List<T>的类型参数int。在JIT编译IL的过程中， 它还会替换类型参数。

[...]

接下来，我们为所有的类型实例化， 这些类型是值类型——例如List<int>、List<long>、 List<double>、List<float>——创建一个唯一的可执行本机代码副本。 所以List<int>有自己的代码。 List<long>有自己的代码。 List<float>有自己的代码。对于所有的 引用类型，我们共享代码， 因为它们在表示上是相同的。只是指针。

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Qn 2. 问题是可以使用反射在运行时创建新的泛型类型。这当然会影响泛型的约束条件，而这些约束条件已经通过了语义解析器。有人能解释一下这是如何处理的吗？

Anders Hejlsberg: [...] 通过使用约束，你可以将动态检查从代码中移出，并在编译时或加载时进行验证。当你说K必须实现IComparable时，会发生几件事情。对于任何类型为K的值，你现在可以直接访问接口方法而无需进行强制转换，因为在程序语义上保证它将实现该接口。每当你尝试创建该类型的实例时，编译器将检查你提供给K参数的任何类型是否实现了IComparable，否则你将得到一个编译时错误。或者如果你使用反射来做，你将得到一个异常。

Bruce Eckel: 你说过编译器和运行时。

Anders Hejlsberg: 编译器进行检查，但你也可以使用反射在运行时进行检查，然后系统会进行验证。正如我之前所说，任何你可以在编译时做的事情，你也可以使用反射在运行时做到。

- Ani

Answer 2

参考类型的泛型最终都会变成同一种类型；值类型的泛型会被单独实例化。

这是因为引用类型实际上只是对象引用（4或8个字节），而值类型是不同的，不能由单个代码处理，因为有栈布局差异等原因。因此，使用值类型实例化多个泛型类型将大大增加内存使用量，而使用引用类型实例化多个泛型类型则不会。

- user541686

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它们不是相同的类型。他们共享成员函数（方法）相同的机器码……但每个类型都有自己的静态成员变量的副本。 - Ben Voigt