mxh1998 2008-3-26 22:32
浅议C /CLI的gcnew关键字
C /CLI中使用gcnew关键字表示在托管堆上分配内存，并且为了与以前的指针区分，用^来替换* ，就语义上来说他们的区别大致如下:
1. gcnew返回的是一个句柄(Handle)，而new返回的是实际的内存地址.
2. gcnew创建的对象由虚拟机托管，而new创建的对象必须自己来管理和释放.
当然，从程序员的角度来说，管它是句柄还是什么其他的东西，总跑不掉是对某块内存地址的引用，实际上我们都可以理解成指针.下面我们就写一段代码来测试一下好了.
using namespace System;
ref class Foo
{
public:
Foo()
{
System::Console::WriteLine("Foo::Foo");
}
~Foo()
{
System::Console::WriteLine("Foo::~Foo");
}
public:
int m_iValue;
};
int _tmain()
{
int* pInt = new int;
int^ rInt = gcnew int;
Foo^ rFoo = gcnew Foo;
delete rFoo;
delete rInt;
delete pInt;
}
我把调试的时候JIT编译的汇编代码择录了部分如下显示（请注意红色部分）：
int* pInt = new int;
0000004c mov ecx，4
00000051 call dword ptr ds:[03B51554h]
00000057 mov esi，eax
00000059 mov dword ptr [esp 18h]，esi
int^ rInt = gcnew int;
0000005d mov ecx，788EF9D8h
00000062 call FCFAF66C
00000067 mov esi，eax
00000069 mov dword ptr [esi 4]，0
00000070 mov edi，esi
Foo^ rFoo = gcnew Foo;
00000072 mov ecx，3B51768h
00000077 call FCFAF66C
0000007c mov esi，eax
0000007e mov ecx，esi
00000080 call dword ptr ds:[03B517ACh]
00000086 mov dword ptr [esp 1Ch]，esi
delete rFoo;
0000008a mov ebx，dword ptr [esp 1Ch]
0000008e test ebx，ebx
00000090 je 000000A4
00000092 mov ecx，ebx
00000094 call dword ptr ds:[03FD0028h]
0000009a mov dword ptr [esp 14h]，0
000000a2 jmp 000000AC
000000a4 mov dword ptr [esp 14h]，0
delete rInt;
000000ac mov edx，edi
000000ae mov ecx，788F747Ch
000000b3 call FC8D20FD
000000b8 mov ebp，eax
000000ba test ebp，ebp
000000bc je 000000D0
000000be mov ecx，ebp
000000c0 call dword ptr ds:[03FD0020h]
000000c6 mov dword ptr [esp 10h]，0
000000ce jmp 000000D8
000000d0 mov dword ptr [esp 10h]，0
delete pInt;
000000d8 mov ecx，dword ptr [esp 18h]
000000dc call dword ptr ds:[03B51540h]
我们先看分配内存这部分的代码
1．调用new方式分配
int* pInt = new int;
0000004c mov ecx，4
00000051 call dword ptr ds:[03B51554h]
可以看到，和以前在vc6中一样，分配内存的步骤如下：
1． 首先把sizeof(int) = 4 放到ecx中
2． 调用operator new 去分配4个字节
3． 调用构造函数等等......(这里不是我们的重点)
成功分配后，会把返回地址放在eax中。
2．调用gcnew方式分配
int^ rInt = gcnew int;
0000005d mov ecx，788EF9D8h
00000062 call FCFAF66C
。。。
Foo^ rFoo = gcnew Foo;
00000072 mov ecx，3B51768h
00000077 call FCFAF66C
可以看到gcnew也是通过把一个参数放到ecx中，然后再调用一个函数来完成分配的操作，显然0x788EF9D8应该是一个地址，而不可能是一个数值。我们可以看到这里gcnew创建两个不同类型的变量，调用的函数地址却都是0xFCFAF66C，而存放到ecx中的两个地址就不一样。究竟这几个地址代表什么呢？
和new一样gcnew也是把返回地址放在eax中。我们直接从内存窗口看eax指向的内存块好了。Aha，看到了没有？
这次的eax = 0x00F73404 对应的内存块为
0x00F73404 d8 f9 8e 78 00 00 00 00 。。。
这个不就是 mov 到 ecx中的值么？再回忆昨天写的分析Object对象布局的文章，可以肯定这个就是 MethodTable地址了，对于这个int来说，后面的4个字节对应的就是存放它的RawData，比如如果你初始化为 4 那么内存对应的就变化为 d8 f9 8e 79 04 00 00 00
分析清楚存放到ecx中的是 MethodTable指针，我们再分析那个对应的call函数，从vm的代码可以看出，有三个全局函数用来根据MethodTable创建对象，同时MethodTable本身也提供一个成员函数Allocate()，只不过这个成员函数也是调用的下面的函数：
OBJECTREF AllocateObject( MethodTable *pMT )
OBJECTREF AllocateObjectSpecial( MethodTable *pMT )
OBJECTREF FastAllocateObject( MethodTable *pMT )
其中AllocateObject又是调用AllocateObjectSpecial来完成工作。那么我们调用的应该就是AllocateObject或者FastAllocateObject了。
在我们的例子里面两个call的地址都一样，但是你如果写下代码 double ^ pDouble = gcnew double;这个时候的地址是多少？它和int 的一样么？
目前我还没有仔细去研究这个地址到底对应的是该类型的MethodTable::Allocate()或是上面的这三个全局函数，如果对应MethodTable::Allocate()，那么2.0中应该有个MethodTable::FastAllocate()吧，否则应该就是对应的全局函数AllocateObject 以及FastAllocateObject了。过几天一定要抽空再好好研究一下。
下面看对应的delete函数。
delete pInt;
000000d8 mov ecx，dword ptr [esp 18h]
000000dc call dword ptr ds:[03B51540h]
比较简单，就是传入地址，然后调用operator delete来释放类存，会调用析构函数
对应的，释放gcnew创建的对象的代码如下：
delete rInt;
000000ac mov edx，edi
000000ae mov ecx，788F747Ch
000000b3 call FC8D20FD
这个也相对简单，它对应vm里面的一个函数：
void CallFinalizer(Thread* FinalizerThread， Object* fobj)
那么也就是
fobjà edx
FinalizerThread à ecx
Call CallFinalizer
但是，请注意！！！！！！！一个类包含析构函数和不包含析构函数，它对应的delete代码是不一样的，这点可以通过汇编代码比较得到，我这里就不多说了。