Dlaczego delegaci są typami referencyjnymi?

Jest tylko jeden powód, dla którego Delegat musi być klasą, ale jest to duży: chociaż delegat może być wystarczająco mały, aby umożliwić wydajne przechowywanie jako typ wartości( 8 bajtów w systemach 32-bitowych lub 16 bajtów w systemach 64-bitowych), nie ma możliwości, aby był wystarczająco mały, aby skutecznie zagwarantować, że jeden wątek spróbuje napisać delegata, podczas gdy inny wątek spróbuje go wykonać, ten ostatni wątek nie skończy się ani wywołaniem starej metody na nowym obiekcie docelowym, ani nowej metody na Starym cel. Dopuszczenie do takiej sytuacji byłoby poważną dziurą bezpieczeństwa. Posiadanie delegatów jako typów referencyjnych pozwala uniknąć tego ryzyka.

Właściwie, nawet lepiej niż mieć typy struktur delegatów, byłoby mieć je jako interfejsy. Tworzenie zamknięcia wymaga utworzenia dwóch obiektów sterty: obiektu generowanego przez kompilator, który przechowuje wszystkie zmienne zamknięte, oraz delegata, który wywołuje właściwą metodę na tym obiekcie. Jeśli delegaty były interfejsami, obiekt, który posiadał zmienne zamknięte sam może być używany jako delegat, bez potrzeby stosowania innych obiektów.

Wyobraź sobie, że delegaty były typami wartości.

public delegate void Notify();

void SignalTwice(Notify notify) { notify(); notify(); }

int counter = 0;
Notify handler = () => { counter++; }
SignalTwice(handler);
System.Console.WriteLine(counter); // what should this print?

Zgodnie z Twoją propozycją, to zostanie wewnętrznie przekonwertowane na

struct CompilerGenerated
{
    int counter = 0;
    public Execute() { ++counter; }
};

Notify handler = new CompilerGenerated();
SignalTwice(handler);
System.Console.WriteLine(counter); // what should this print?

Jeśli delegate są typem wartości, to SignalEvent otrzyma kopię handler, co oznacza, że zostanie utworzona nowa CompilerGenerated (Kopia handler) i przekazana do SignalEvent. SignalTwice wykonywałby delegata dwukrotnie, co zwiększa counter dwukrotnie W kopii. A następnie SignalTwice zwraca, a funkcja wypisuje 0, ponieważ oryginał nie został zmodyfikowany.

Oto niedoinformowane zgadywanie:

Gdyby delegaty były zaimplementowane jako typy wartości, instancje byłyby bardzo kosztowne w kopiowaniu, ponieważ instancje delegatów są stosunkowo ciężkie. Być może MS uważało, że bezpieczniej byłoby zaprojektować je jako niezmienne typy referencji - kopiowanie maszynowe-odniesienia do instancji są stosunkowo tanie.

Instancja delegata potrzebuje przynajmniej:

• odniesienie do obiektu ("to" odniesienie do metody zawiniętej, jeśli jest metodą instancji).
• Wskaźnik do funkcji zawiniętej.
• odniesienie do obiektu zawierającego listę wywołań multicastu. Należy zauważyć, że typ delegata powinien wspierać, z założenia, multicast przy użyciu tego samego typu delegata .

Załóżmy, że delegaty typu wartości zostały zaimplementowane w sposób podobny do obecnej implementacji typu odniesienia (jest to być może nieco nieuzasadnione; inny projekt mógł zostać wybrany, aby utrzymać rozmiar dół) do zilustrowania. Używając Reflector, oto pola wymagane w instancji delegata:

System.Delegate: _methodBase, _methodPtr, _methodPtrAux, _target
System.MulticastDelegate: _invocationCount, _invocationList

Jeśli zostanie zaimplementowana jako struktura (bez nagłówka obiektu), dodadzą się do 24 bajtów na x86 i 48 bajtów na x64, co jest ogromne jak na strukturę.

Z innej uwagi, chcę zapytać, jak w Twoim projekcie, tworzenie struktury CompilerGenerated typu zamkniętego a pomaga w jakikolwiek sposób. Gdzie miałby wskazywać wskaźnik obiektu utworzonego delegata? Pozostawienie instancji typu closure na stosie bez właściwa analiza ucieczki byłaby ekstremalnie ryzykownym biznesem.

Mogę powiedzieć, że tworzenie delegatów jako typów referencyjnych jest zdecydowanie złym wyborem projektowym. Mogą one być typami wartości i nadal wspierać delegatów z wieloma rzutami.

Wyobraź sobie, że delegat jest strukturą złożoną z, powiedzmy: obiekt docelowy; wskaźnik do metody

To może być struktura, prawda? Boks pojawi się tylko wtedy, gdy celem jest struktura (ale sam delegat nie będzie boksowany).

Możesz myśleć, że nie będzie obsługiwać MultiCastDelegate, ale wtedy my can: Utwórz nowy obiekt, który będzie zawierał tablicę zwykłych delegatów. Zwraca delegata (jako strukturę) do tego nowego obiektu, który zaimplementuje Invoke iterując wszystkie jego wartości i wywołując na nich Invoke.

Więc dla zwykłych delegatów, którzy nigdy nie będą wywoływać dwóch lub więcej funkcji obsługi, może to działać jako struktura. Niestety, to się nie zmieni w .Net.

Na marginesie, wariancja nie wymaga, aby Delegat był typem referencyjnym. Parametry delegat powinien być typem referencyjnym. W końcu, jeśli przekazujesz ciąg znaków, w którym jest wymagany obiekt (do wejścia, nie ref lub out), to nie jest potrzebny cast, ponieważ string jest już obiektem.

Widziałem taką ciekawą rozmowę w Internecie:

Immutable nie oznacza, że musi być typem wartości. I coś, co is a value type is not required to be immutable. Te dwa często idą ręka w rękę, ale to nie to samo, a są w rzeczywistości przeciw-przykłady każdego w. NET Framework (ciąg klasy, na przykład).

I odpowiedź:

Różnica polega na tym, że podczas gdy niezmienne typy odniesienia są dość powszechne i całkowicie rozsądne, dzięki czemu typy wartości można zmieniać jest prawie zawsze złym pomysłem i może spowodować pewne bardzo mylące zachowanie!

Wzięte z tutaj

Tak więc, moim zdaniem decyzja była podejmowana przez aspekty użyteczności języka, a nie przez trudności technologiczne kompilatora. Kocham nullable delegatów.

Myślę, że jednym z powodów jest wsparcie dla delegatów multi cast Delegaty multi Cast są bardziej złożone niż kilka pól wskazujących cel i metodę.

Inną rzeczą, która jest możliwa tylko w tej formie, jest wariancja delegatów. Ten rodzaj wariancji wymaga konwersji odniesienia między dwoma typami.

Co ciekawe F # definiuje własny typ wskaźnika funkcji, który jest podobny do delegatów, ale jest bardziej lekki. Ale nie jestem pewien, czy to wartość czy typ odniesienia.