lbq1221119

      Last time ，when I was asked what is the diff between Readonly and Const，I was really ashamed that I said don’t know on explaining the exact difference between this two simple key word…

過后，特意研究了下這兩個關(guān)鍵字究竟有何不同：

 

首先，從CLI中對CTS的Type的規(guī)定說起。在第四版本的ECMA-355的CLI標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定的對于每一個Type，都可以包含很多成員。所有的成員（members），一共可以有三種：第一種叫做fields，它是定義的和這個類型相關(guān)的存儲單元。第二中成員類型就是我們熟悉的方法（Method）。第三中，叫做nested type。也就是嵌套類型，對于每一個type里面，都可以包含對于別的type的聲明和使用。

對于所有的成員，又可以分為兩種：per-type member，per-instance member。顧名思義，前一種，是對于每一個type只有一個的成員，譬如static修飾的field。后一種，是對于每一個運行時候的實例，都保持一個不同的實現(xiàn)版本。

對于其他的類型的成員，包括我們熟知的Properties，Events之類，這些反編譯成為IL語言之后可以看到，全部直接的，或者是間接的轉(zhuǎn)換成為了方法。

 

有的時候，我們需要一個field在它的整個生命周期里面，它所包含的這個值是不改變的。這個時候，根據(jù)這個變量被賦值的不同的情況，CLR為提供了兩種技術(shù)來實現(xiàn)這種要求：

第一種，field里面包含的值，可以在編譯的時候被計算出來。就是const關(guān)鍵字聲明的變量。這種方法的實現(xiàn)效率是最高的。這個值，是作為一個字面上的固定的值，保存在包含這個type的module文件的metadata里面。Const定義的這個值，可以是一個表達式，但是這個表達式的結(jié)果，必須是編譯的時候可以計算出來的。這樣，在編譯的時候，就可以植入到其余的指令里面去。

Const定義的field，必須在定義的時候，就給初始化了，而且，一旦初始化了之后，就不能再改變它的值。同時，不能聲明一個const的field為static，因為，const定義的field就表明這個field是一個static的。

任何對const定義的常量的修改，都會拋出一個編譯時錯誤。

我們可以把const修飾的field，歸類到member的per-type member里面去。

第二種，是被readonly修飾的field。Readonly修飾的常量，可能是因為，有的時候，我們需要一些field，它的值是不應(yīng)該改變的，但是，在運行之前，是不知道這個值的，這個時候，就可以用readonly來修飾這個field。

這個readonly修飾的field，就為常量這個名詞提供了另外一種靈活得多的解決方案了。首先，它的值，是可以在運行的時候，根據(jù)別的變量動態(tài)計算出來的，而const修飾的常量的值就不能這樣了。同時，不同于const，它是一個per-instance member。也就是說，對于每一個實例，它都可以保存一個不同的實現(xiàn)版本，而const就不行了。對于某一個type的所有的實現(xiàn)實例，const定義的field，只能有一個不變的值。

 

寫到這里，從原理的角度已經(jīng)闡述的比較清楚了，接著用一個實例來分析下：

    class Program

    {

        public const int conField=122*1119;

        public readonly int roField;

        private int _property;

        public int Property

        {

            get

            {

                return _property;

            }

            set

            {

                _property = value;

            }

        }

 

        static void Main(string[] args)

        {

            (new Program()).Method();

        }

}

Diassemble之后，得到下面的顯示結(jié)果：

.namespace TestConcoleApp

{

  .class private auto ansi beforefieldinit Program

       extends [mscorlib]System.Object

  {

       //這里可以看到，一個const定義的一個field，是literal，并且被static關(guān)鍵字來修飾。同時，在編譯的時候，就計算得到了這個field的值。

    .field public static literal int32 conField = int32(136518)

       //readonly關(guān)鍵字修飾的field，只是被用initonly來修飾，per-instance類型。

    .field public initonly int32 roField

    .field private int32 _property

       //在程序的屬性里面定義的get關(guān)鍵字，最終在這里被轉(zhuǎn)換成為了一個方法來處理。

    .method public hidebysig specialname instance int32 get_Property() cil managed

    {

      .maxstack 1

      .locals init (int32)

 

      IL_0000:  nop       

      IL_0001:  ldarg.0   

      IL_0002:  ldfld      int32 TestConcoleApp.Program::_property

      IL_0007:  stloc.0   

      IL_0008:  br.s       IL_000a

      IL_000a:  ldloc.0   

      IL_000b:  ret       

    }

       //對上面的一個Property的set動作，最終在這里轉(zhuǎn)化成為了一個方法

    .method public hidebysig specialname instance void set_Property(int32 'value') cil managed

    {

      .maxstack 8

     

      IL_0000:  nop        

      IL_0001:  ldarg.0   

      IL_0002:  ldarg.1   

      IL_0003:  stfld      int32 TestConcoleApp.Program::_property

      IL_0008:  ret       

    }

 

    .method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed

    {

      .entrypoint

      .maxstack 8

     

      IL_0000:  nop       

      IL_0001:  newobj     instance void TestConcoleApp.Program::.ctor()

      IL_000b:  nop       

      IL_000c:  ret       

    }

 

    .method public hidebysig specialname rtspecialname instance void .ctor() cil managed

    {

      .maxstack 8

     

      IL_0000:  ldarg.0   

      IL_0001:  call       instance void [mscorlib]System.Object::.ctor()

      IL_0006:  ret       

    }

       //這里用property來表示一個屬性，實際上是轉(zhuǎn)換成為了兩個方法來操作一個private修飾的field

    .property instance int32 Property()

    {

      .get instance int32 TestConcoleApp.Program::get_Property()

      .set instance void TestConcoleApp.Program::set_Property(int32)

    }

  }

}

 

再看了readonly和const被編譯成為IL的代碼之后，對這兩個關(guān)鍵字到底是如何運作，有什么區(qū)別和相同的地方，又有了進一步的確認和了解。

 

后記：

其實，我還想驗證一下，public const int conField=122*1119；這一句中122*1119的結(jié)果，在作為一個module的時候，是計算好了保存在一個擴展了的DotNet下的PE文件的Metadata里面，然后在驗證一下，運行的時候，一個type有多個實例，而const定義的field只有一個的。

不過動用了一大批調(diào)試工具和托管模塊結(jié)構(gòu)查看工具，把PE格式文件里面的元數(shù)據(jù)表狠狠的都刨了一遍，也沒找到這個值。在這個文件執(zhí)行的時候，windbg attach到這個進程，把這個模塊在的內(nèi)存刨了一個遍，還是沒找到這個常量具體的location….郁悶壞了

先就整理到這里吧，改天好好的分析下PE文件格式里面的元數(shù)據(jù)表和托管進程的內(nèi)存布局。

      

后記補記：

今天，又把metadata的幾種表結(jié)構(gòu)的reference看了看，把上面生成的那個托管模塊里里外外又刨了一次，用dumpbin+ildasm，在查看元數(shù)據(jù)表的時候，終于找到了上面用readonly和const定義的兩個字段在元數(shù)據(jù)里面的表示：

       Field #1 (04000001)

       -------------------------------------------------------

              Field Name: conField (04000001)

              Flags     : [Public] [Static] [Literal] [HasDefault]  (00008056)

       DefltValue: (I4) 136518

              CallCnvntn: [FIELD]

              Field type:  I4

 

       Field #2 (04000002)

       -------------------------------------------------------

              Field Name: roField (04000002)

              Flags     : [Public] [InitOnly]  (00000026)

              CallCnvntn: [FIELD]

              Field type:  I4

       可以看到，在編譯成為托管模塊的時候，這個const定義的變量就被計算了出來，把值136518已經(jīng)保存到了托管PE文件的元數(shù)據(jù)表里面。并且，還有static，literal，hasdefault這幾個關(guān)鍵字來修飾。而readonly修飾的field，只有一個initonly來修飾。

       到這里，終于給這段刨根問底readonly和const關(guān)鍵字的文章畫上了一個比較完整的句號吧。