C#编译器和JIT都做哪些优化？

Question

我在为我的编译器课程中编写C#编译器并继续进行工作。目前，我已经完成了教科书上关于编译器优化的大部分章节。

就大部分而言，当教科书编写时，并没有考虑到即时编译（Just-In-Time compilation），我很好奇C#编译器执行的静态预编译优化和JIT过程中执行的优化有什么不同？

当我与人们谈论针对CLR的编译时，我通常会听到：“大多数优化都是由JIT完成的”。

像循环展开、常量折叠/传播、指令交错这样的事情是由C#编译器在预-Jit时处理还是由Jitter处理？如果jitter没有处理它们，那么即时编译器独有的JIT优化是什么样的？

- mmcdole

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你提到的大多数优化都是由JIT编译器完成的。C#编译器执行常量折叠是因为语言语义要求如此。使用/o运行的C#编译器只会进行简单的IL控制流优化，例如消除“跳转到下一条指令”的操作。这是一个好的话题；我将尝试在博客上撰写一篇关于我们在IL级别上进行哪些优化的文章。请在接下来的一个月左右关注我的博客获取详细信息。 - Eric Lippert

@Eric Lippert，太棒了！没想到会收到微软编译器团队的高级开发人员回复！如果您记得的话，在发表博客文章时，请务必从这里链接过来。无论如何，我都会关注的。谢谢Eric。 - mmcdole

不用谢。这篇文章将于6月11日发布。 - Eric Lippert

博客文章已发布：http://blogs.msdn.com/ericlippert/archive/2009/06/11/what-does-the-optimize-switch-do.aspx该文章讨论了C#编译器的“-optimize”选项对代码生成的影响。它解释了在何种情况下启用此选项可以提高代码执行效率，以及何时这可能会导致不良结果。该文章还提供了一些实际示例，展示了应如何使用此选项以及何时避免使用它。 - jerryjvl

Answer 1

我可以想象到许多仅适用于JIT的优化，特别是任何依赖应用程序运行环境/上下文的优化。（请注意，以下所有内容均为假设，我不确定是否会执行这些操作或其中哪些操作）。

最无聊的：JIT可以根据32位/64位底层操作系统进行优化，甚至可能取决于确切的处理器架构。

不适用的内容：更有趣的是，当应用程序未在调试上下文中运行时（例如某些条件代码），JIT可以优化掉仅在调试模式下运行的任何内容。

最有趣的：JIT可以优化掉仅取决于只读字段的类中的条件分支，因为理论上该值在类的执行期间永远不会改变。

基本上，我认为将优化推迟到JIT通常是正确的选择，因为在JIT时间，关于代码实际运行的上下文可用的信息最多，从而使更有意义的优化成为可能。

- jerryjvl

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只有在调试期间使用的代码会被C#编译器删除，而不是JIT编译器。 - Eric Lippert

Answer 2

David Notario在他的博客上有一些文章（你可以从这里开始，然后往前看），但它们相当简略。

- peterchen

Answer 3

我认为C#编译器不会进行任何优化。JIT完成所有工作。

- Brian

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由于调试版和发布版在IL级别上是不同的，编译器会进行一些优化。 - Brian Rasmussen

我认为这种推理是错误的（例如，在“调试”中，编译器可能会插入无操作、其他序列点调试信息等），但这并不意味着“发布”会进行任何优化。 - Brian

调试版本可能会进行一些悲观优化，以提高调试效果。 - peterchen

我想这归结于什么算作优化。不插入NOP可能不算作优化，但编译器在发布版本中实际上会删除未使用的变量，我认为这是一种优化。 - Brian Rasmussen

C#编译器确实进行优化，这就是/o标志的作用。但它们并不是非常复杂的优化。 - Eric Lippert