编译器如何优化密封类实现的虚方法

Question

我想知道下面的代码是如何优化的。 特别是关于虚拟和直接呼叫。 我已经评论过我认为一切都是优化的，但这些只是猜测。

public abstract class Super
{
    public abstract void Foo();

    public void FooUser()
    {
        Foo();
    }
}

public class Child1 : Super
{
    public override void Foo()
    {
        //doSomething
    }
}

public class SealedChild : Super
{
    public override void Foo()
    {
        //doSomething
    }
}

class Program
{
    void main()
    {
        Child1 child1 = new Child1();
        child1.Foo(); //Virtual call?
        child1.FooUser(); //Direct call and then a virtual call. 

        SealedChild sealedChild = new SealedChild();
        sealedChild.Foo(); //Direct call?
        sealedChild.FooUser(); 
        /* Two options: either a direct call & then a virtual call
         * Or: direct call with a parameter that has a function pointer to Foo, and then a direct call to foo.
         */

        Super super = child1;
        super.Foo(); //Virtual call.
        super.FooUser(); //Virtual call then direct call.
    }
}

Answer 1

如果密封类上有虚拟方法，并且对象引用的类型是密封类，则可以避免虚拟调用。 以下面的例子为例。 没有实际原因需要虚拟调用 GetName，因为我们知道 Parent 不能有子类，因此不需要进一步的虚拟调度。

sealed class Parent : Child  {
  public override string GetName() { return "foo"; }
}

public void Test() {
  var p = new Parent();
  var name = p.GetName();
}

编译器可以选择注意到这一点并输出 call IL 指令而不是 callvirt。 然而，C# 和 VB.Net 编译器都选择不执行此优化。 两者都会发出 callvirt。

JIT也可以自由地进行这样的优化。 它也选择不这样做。

• http://blogs.microsoft.co.il/blogs/sasha/archive/2007/02/27/JIT-Optimizations_2C00_-Inlined_2C00_-and-Interface-Method-Dispatching-_2800_Part-1 -of-N_2900_.aspx

但这并不意味着您不应该密封您的课程。 类应该是密封的，除非您确实打算让某人继承它们。 否则，您将面临无法准确计算成本的情况。

此外，没有什么可以阻止编译器和 JIT 在以后实现这一点。

Answer 2

编译器根本不进行任何类型的优化。 它总是生成一个IL“callvirt”指令（调用虚拟）。 理论上，运行时可以删除调用的虚拟部分，但我见过和尝试过的每个基准测试都表明情况并非如此。 考虑到即使是完全静态的 C++ 编译器也无法在微不足道的情况下执行此操作，JIT 似乎不太可能实现这一目标。 即使他们能够让它发挥作用，他们也可以花时间解决大量更常见的性能缺陷。

哦，还有这个博客Eric Gunnerson 的帖子解释了为什么 C# 总是生成 callvirt。

Answer 3

如果它被密封（也许编辑它？），当已知对象是 SealedChild 时，编译器或 JIT 可以发出非虚拟调用，从而保存间接寻址。 Java做到了这一点，C#好像没有做到； 我不知道 JIT 是做什么的。