Мы уже рассмотрели способ создания встраиваемого скриптового движка на основе CodeDom.Compiler и класса CSharpCodeProvider. Поставим теперь более амбициозную задачу, где не будем полагаться на готовый компилятор. Будем писать свой собственный генератор, который строит MSIL-код «на лету» и исполняет его.
Для начала, попробуем сложить два числа и распечатать результат как бы на C#, но не пользуясь его языковыми конструкциями:
Запускаем на исполнение:
Итак, в простейшем случае мы уже смогли сгенерировать свой собственный MSIL-код для сложения двух чисел. На этом уже вполне можно было бы написать приложение с функциональностью старого калькулятора «Электроника», который с 80-х годов прошлого века пылится у меня в столе.
Теперь добавим в сгенерированный код вызовы функций, например, пусть параметры распечатываются непосредственно в том коде, который создавался нами «на лету»:
Запускаем на исполнение:
Итак, теперь мы умеем генерировать MSIL-код таким образом, что из него можно вызывать функции. Обратите внимание, что мы генерируем непосредственно MSIL в памяти без всяких промежуточных файлов. И в нашей власти теперь всё, мы можем менять генерацию кода как угодно – например, для нотификации чего-либо вставлять через строчку вызов какого-либо callback-метода или что-то ещё.
Что нас ещё отделяет от написания собственного языка программирования? Да только формальный синтаксис и его парсер! Если мы напишем соответствующий парсер, то ничто нам не сможет помешать создать свой собственный язык программирования, например, с таким синтаксисом:
О парсере и формальном синтаксисе разговор пойдёт в следующий статье.
Аркадий Пчелинцев, архитектор проектов
Для начала, попробуем сложить два числа и распечатать результат как бы на C#, но не пользуясь его языковыми конструкциями:
using System;
using System.IO;
using System.Reflection;
using System.Reflection.Emit;
namespace ConsoleApplication2
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Type[] par = new Type[] { typeof(Int32), typeof(Int32) };
DynamicMethod func = new DynamicMethod("AddTwoValues", typeof(Int32), par, false);
ILGenerator il = func.GetILGenerator();
// это то же самое как: int AddTwoValues(int x, int y) { return x+y; }
il.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
il.Emit(OpCodes.Ldarg_1);
il.Emit(OpCodes.Add);
il.Emit(OpCodes.Ret);
Object[] param = new Object[] { 13, 12 }; // готовим параметры 12 и 13
int iRet=(int)func.Invoke(null, param); // выполняем
// выводим что получилось
Console.WriteLine("{0}+{1}={2}", param[0], param[1], iRet);
}
}
}Запускаем на исполнение:
Итак, в простейшем случае мы уже смогли сгенерировать свой собственный MSIL-код для сложения двух чисел. На этом уже вполне можно было бы написать приложение с функциональностью старого калькулятора «Электроника», который с 80-х годов прошлого века пылится у меня в столе.
Теперь добавим в сгенерированный код вызовы функций, например, пусть параметры распечатываются непосредственно в том коде, который создавался нами «на лету»:
using System;
using System.IO;
using System.Reflection;
using System.Reflection.Emit;
namespace ConsoleApplication2
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Type[] par = new Type[] { typeof(Int32), typeof(Int32) };
DynamicMethod func = new DynamicMethod("AddTwoValues", typeof(Int32), par, false);
ILGenerator il = func.GetILGenerator();
MethodInfo fnWriteLine = typeof(Console).
GetMethod("WriteLine", new Type[] { typeof(Int32) });
il.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
il.Emit(OpCodes.Call, fnWriteLine);
il.Emit(OpCodes.Ldarg_1);
il.Emit(OpCodes.Call, fnWriteLine);
il.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
il.Emit(OpCodes.Ldarg_1);
il.Emit(OpCodes.Add);
il.Emit(OpCodes.Ret);
Object[] param = new Object[] { 13, 12 }; // готовим параметры 12 и 13
int iRet=(int)func.Invoke(null, param); // выполняем
// выводим что получилось
Console.WriteLine("{0}+{1}={2}", param[0], param[1], iRet);
}
}
}
Запускаем на исполнение:
Итак, теперь мы умеем генерировать MSIL-код таким образом, что из него можно вызывать функции. Обратите внимание, что мы генерируем непосредственно MSIL в памяти без всяких промежуточных файлов. И в нашей власти теперь всё, мы можем менять генерацию кода как угодно – например, для нотификации чего-либо вставлять через строчку вызов какого-либо callback-метода или что-то ещё.
Что нас ещё отделяет от написания собственного языка программирования? Да только формальный синтаксис и его парсер! Если мы напишем соответствующий парсер, то ничто нам не сможет помешать создать свой собственный язык программирования, например, с таким синтаксисом:
ЕСЛИ КЛИЕНТ АКТИВЕН
НАЧАЛО БЛОКА
КУПИТЬ БИЛЕТ НА ПОЕЗД 120 на 31/12/2017 КУПЕЙНЫЙ НИЖНЕЕ
РАСПЕЧАТАТЬ БЛАНК
КОНЕЦ БЛОКА
О парсере и формальном синтаксисе разговор пойдёт в следующий статье.
Аркадий Пчелинцев, архитектор проектов
Поделиться с друзьями
shai_hulud
В 2017 году уже разрешено использовать Expression вместо DynamicMethod.
AgentFire
Динамичный метод не быстрее ли будет?
shai_hulud
Нет. Динамический метод еще неудобный, вероятность ошибки выше и требуются знания как работает IL.
blanabrother
Деревья выражений компилятся в тот же динамический метод, но затем все это попадает в анонимную сборку (Assembly) для выполнения в «песочнице», что имеет оверхед. Отсюда вывод, что все-таки сгенерированный на IL код быстрее. С помощью BenchmarkDotNet можно написать тесты и увидеть разницу.
shai_hulud
>Отсюда вывод, что все-таки сгенерированный на IL код быстрее
Что быстрее чего? Динамический метод быстрее динамического метода?
>для выполнения в «песочнице», что имеет оверхед
Ну вот тут бы не помешала ссылка на документацию.
blanabrother
Статья Сергея Теплякова в его майкрософт блоге. Статья затрагивает кодогенерацию и есть тесты производительности как раз с примером генерации динамического метода через деревья выражений и «руками». Отличается тем, что руками можно указать к какому типу привязать новый метод и сделать его таким образом доверенным — в отличие от деревьев выражений, где компиляция в динамический метод не дает такой возможности и метод создается в анонимной сборке, выполнение которой происходит в песочнице, что в свою очередь приводит к оверхеду. Проверка безопасности здесь логична, ведь метод анонимный и надо проверять куда и к кому Вы в теле метода обращаетесь (например надо проверить не обращаетесь ли Вы к методам, модификаторы доступа которых запрещают Вам это делать из чужой сборки/класса — internal/private и т.д.).
Oxoron
Сделано.
Sane
По идее, Expression.* достаточно плотно привязаны к C#\VB.NET. Если автор ставит себе задачу создать собсвтенный язык программирования, то используя Expression он получит скорее транспайлер.