如何在不装箱的前提下调用“显式”实现的接口方法？（答案）
2013-04-07 13:51 by 老赵, 5362 visits之前的问题是：假如一个struct实现了某个接口，却“显式”实现了其中的成员，那么我们又该如何访问这些成员？其实已经有不少同学抓住了关键，那就是使用泛型，例如有人提出了这样的辅助方法：
static void Dispose<T>(T obj) where T : IDisposable { obj.Dispose(); }
我们没有进行类型转化，只是让运行时可以“认识到”类型T实现了IDisposable接口，这自然可以在不装箱的情况下调用其成员。可惜的是，这种做法的“意识”到位了，却是错误的，原因在于忽视了值类型传参的特点：复制所有内容。换句话说，这个辅助方法内部所使用的obj其实是一个副本，而不是原来的参数对象。假如被调用的成员会修改自身状态——尽管这对于值类型来说是一种极差的设计——这便会产生问题。所以正确的方法应该是这样的：
static void Dispose<T>(ref T obj) where T : IDisposable { obj.Dispose(); }
有了ref关键字修饰obj参数，在传递参数的时候，我们传递的是这个参数的“位置”，因此最终Dispose方法是调用在传入的参数对象上的。此外，我们还可以用.NET 4.0中的AggressiveInlining标注该方法，这样它会被确保内联，一是减少调用开销，二是避免运行时为每个不同的struct类型各自生成一份代码。这个方法的IL代码如下：
.method private hidebysig static void Dispose<([mscorlib]System.IDisposable) T> ( !!T& obj ) cil managed flag(0100) { // Method begins at RVA 0x266b // Code size 13 (0xd) .maxstack 8 IL_0000: ldarg.0 IL_0001: constrained. !!T IL_0007: callvirt instance void [mscorlib]System.IDisposable::Dispose() IL_000c: ret } // end of method Program::Dispose
根据我们之前的分析，这里的代码意味着不会产生装箱。当然，这还是“不那么能说明情况”，所以还是来看看汇编代码更为直接。首先，准备这么一些简单代码：
struct DisposableStruct : IDisposable { private readonly int _i, _j; [MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)] public DisposableStruct(int i, int j) { _i = i; _j = j; } [MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)] public void Dispose() { Console.WriteLine(_i + _j); } } [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)] static void DisposeRef<T>(ref T obj) where T : IDisposable { obj.Dispose(); } [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)] static void DisposeNoRef<T>(T obj) where T : IDisposable { obj.Dispose(); } [MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)] static void Test() { // Line 40 var ds = new DisposableStruct(1, 2); // Line 41 ds.Dispose(); // Line 42 } // Line 43 [MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)] static void TestNoRef() { // Line 46 var ds = new DisposableStruct(1, 2); // Line 47 DisposeNoRef(ds); // Line 48 } // Line 49 [MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)] static void TestRef() { // Line 52 var ds = new DisposableStruct(1, 2); // Line 53 DisposeRef(ref ds); // Line 54 } // Line 55
注意这里我们对于AggressiveInlining与NoInlining的精心标注，包括构造函数，因为这样才能清晰地展现出问题来。先看Test方法的代码（所有地址省去高位的000007fd，下同）：
Normal JIT generated code Program.Test() Begin 03670120, size 32 ...\Program.cs @ 41: 03670120 sub rsp,38h 03670124 mov qword ptr [rsp+20h],0 0367012d mov r8d,2 03670133 mov edx,1 03670138 lea rcx,[rsp+20h] 0367013d call 0355c098 (DisposableStruct..ctor(Int32, Int32), ...) ...\Program.cs @ 42: 03670142 lea rcx,[rsp+20h] 03670147 call 0355c0a8 (DisposableStruct.Dispose(), ...) 0367014c nop 0367014d add rsp,38h 03670151 ret
对比TestNoRef方法：
Normal JIT generated code Program.TestNoRef() Begin 03670220, size 45 ...\Program.cs @ 47: 03670220 sub rsp,38h 03670224 mov qword ptr [rsp+28h],0 0367022d mov qword ptr [rsp+20h],0 03670236 mov r8d,2 0367023c mov edx,1 03670241 lea rcx,[rsp+28h] 03670246 call 03670170 (DisposableStruct..ctor(Int32, Int32), ...) ...\Program.cs @ 48: 0367024b mov r11,qword ptr [rsp+28h] 03670250 mov qword ptr [rsp+20h],r11 03670255 lea rcx,[rsp+20h] 0367025a call 03670190 (DisposableStruct.Dispose(), ...) 0367025f nop 03670260 add rsp,38h 03670264 ret
可以清晰的看到，DisposableStruct对象分配在[rsp+28h]上，但在调用Dispose方法前复制了一份到[rsp+20h]（DisposableStruct恰好8字节），把它作为Dispose方法的参数。前两个方法很容易明白，但TestRef则显得“奇怪”了一些：
Normal JIT generated code Program.TestRef() Begin 036701c0, size 48 ...\Program.cs @ 53: 036701c0 push rbx 036701c1 sub rsp,30h 036701c5 mov qword ptr [rsp+28h],0 036701ce lea rbx,[rsp+28h] 036701d3 mov qword ptr [rsp+20h],0 036701dc mov r8d,2 036701e2 mov edx,1 036701e7 lea rcx,[rsp+20h] 036701ec call 03670170 (DisposableStruct..ctor(Int32, Int32), ...) ...\Program.cs @ 54 036701f1 mov rax,qword ptr [rsp+20h] 036701f6 mov qword ptr [rbx],rax 036701f9 mov rcx,rbx 036701fc call 03670190 (DisposableStruct.Dispose(), ...) 03670201 nop 03670202 add rsp,30h 03670206 pop rbx 03670207 ret
其实我挺没有想到TestRef的方法需要这么多指令，最理想的情况其实应该和Test方法一模一样，不是么？这里虽然没有装箱，也没有复制对象，但是做的事情太多了，居然还在栈上保留rbx，要知道这可是64位机。当然，我想这也是因为我们强制禁止了JIT内联DisposableStruct构造函数的缘故吧，感兴趣的朋友可以再自行尝试一下。
毕竟，我们现在只是想确认这里不会产生装箱。
那这篇文章的结果是？