C# 对结构体进行“is”类型检查 - 奇怪的 .NET 4.0 x86 优化行为

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更新2：微软已将错误报告标记为已修复

微软发布于2010年8月18日17:25

此错误将在 运行时的未来版本。我是 恐怕现在判断是否如此还为时过早 将在服务包或下一个 主要版本。

自从升级到 VS2010 以来，我在使用“is”关键字时遇到了一些非常奇怪的行为。

下面的程序 (test.cs) 在调试模式下编译时（对于 x86）输出 True，在优化编译时输出 False（对于 x86）。在 x64 或 AnyCPU 中编译所有组合会得到预期结果 True。

.NET 3.5 下编译的所有组合都给出预期结果，True。

我正在使用下面的批处理文件 (runtest.bat) 使用编译器 .NET 框架的各种组合来编译和测试代码。

  • 还有其他人在 .NET 4.0 下见过此类问题吗？
  • 运行 runtests.bat 时，其他人是否在他们的计算机上看到与我相同的行为？

  • @$@#$??

  • 这个问题有解决办法吗？

测试.cs

using System;

public class Program
{
    public static bool IsGuid(object item)
    {
        return item is Guid;
    } 

    public static void Main()
    {
        Console.Write(IsGuid(Guid.NewGuid()));
    }
}

运行测试.bat

@echo off

rem Usage:
rem   runtest         -- runs with csc.exe x86 .NET 4.0
rem   runtest 64      -- runs with csc.exe x64 .NET 4.0
rem   runtest v3.5    -- runs with csc.exe x86 .NET 3.5
rem   runtest v3.5 64 -- runs with csc.exe x64 .NET 3.5

set version=v4.0.30319
set platform=Framework

for %%a in (%*) do (
  if "%%a" == "64" (set platform=Framework64)
  if "%%a" == "v3.5" (set version=v3.5)
)

echo Compiler: %platform%\%version%\csc.exe
set csc="C:\Windows\Microsoft.NET\%platform%\%version%\csc.exe"

set make=%csc% /nologo /nowarn:1607 test.cs
rem CS1607: Referenced assembly targets a different processor
rem This happens if you compile for x64 using csc32, or x86 using csc64

%make% /platform:x86
test.exe
echo  =^> x86

%make% /platform:x86 /optimize
test.exe
echo  =^> x86 (Optimized)

%make% /platform:x86 /debug
test.exe
echo  =^> x86 (Debug)

%make% /platform:x86 /debug /optimize
test.exe
echo  =^> x86 (Debug + Optimized)

%make% /platform:x64
test.exe
echo  =^> x64

%make% /platform:x64 /optimize
test.exe
echo  =^> x64 (Optimized)

%make% /platform:x64 /debug
test.exe
echo  =^> x64 (Debug)

%make% /platform:x64 /debug /optimize
test.exe
echo  =^> x64 (Debug + Optimized)

%make% /platform:AnyCPU
test.exe
echo  =^> AnyCPU

%make% /platform:AnyCPU /optimize
test.exe
echo  =^> AnyCPU (Optimized)

%make% /platform:AnyCPU /debug
test.exe
echo  =^> AnyCPU (Debug)

%make% /platform:AnyCPU /debug /optimize
test.exe
echo  =^> AnyCPU (Debug + Optimized)

测试结果

运行 runtest.bat 时，我在 Win7 x64 安装上得到以下结果。

> runtest 32 v4.0
Compiler: Framework\v4.0.30319\csc.exe
False => x86
False => x86 (Optimized)
True => x86 (Debug)
False => x86 (Debug + Optimized)
True => x64
True => x64 (Optimized)
True => x64 (Debug)
True => x64 (Debug + Optimized)
True => AnyCPU
True => AnyCPU (Optimized)
True => AnyCPU (Debug)
True => AnyCPU (Debug + Optimized)

> runtest 64 v4.0
Compiler: Framework64\v4.0.30319\csc.exe
False => x86
False => x86 (Optimized)
True => x86 (Debug)
False => x86 (Debug + Optimized)
True => x64
True => x64 (Optimized)
True => x64 (Debug)
True => x64 (Debug + Optimized)
True => AnyCPU
True => AnyCPU (Optimized)
True => AnyCPU (Debug)
True => AnyCPU (Debug + Optimized)

> runtest 32 v3.5
Compiler: Framework\v3.5\csc.exe
True => x86
True => x86 (Optimized)
True => x86 (Debug)
True => x86 (Debug + Optimized)
True => x64
True => x64 (Optimized)
True => x64 (Debug)
True => x64 (Debug + Optimized)
True => AnyCPU
True => AnyCPU (Optimized)
True => AnyCPU (Debug)
True => AnyCPU (Debug + Optimized)

> runtest 64 v3.5
Compiler: Framework64\v3.5\csc.exe
True => x86
True => x86 (Optimized)
True => x86 (Debug)
True => x86 (Debug + Optimized)
True => x64
True => x64 (Optimized)
True => x64 (Debug)
True => x64 (Debug + Optimized)
True => AnyCPU
True => AnyCPU (Optimized)
True => AnyCPU (Debug)
True => AnyCPU (Debug + Optimized)

tl；博士

c# optimization struct casting
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我做了一个类似的例子，但以同样的方式失败了：

using System;
using System.Runtime.CompilerServices;

public class Program {
  static void Main() {
    Console.Write(Verify(Test.Create()));
    Console.ReadLine();
  }
  //[MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
  static bool Verify(IDisposable item) {
    return item is Test;
  }
  struct Test : IDisposable {
    public void Dispose() { }
    public static Test Create() { return new Test(); }
  }
}

这是一个 JIT 优化器错误。 不能完全指出它，它极大地优化了代码。 但在我看来，当它优化拳击转换时，它就会遇到麻烦。 坦率地说，相当严重的错误。

此错误已修复，我无法再重现它。我当前的 clrjit.dll 版本是 4.0.30319.237，日期为 2011 年 5 月 17 日。我无法确切地说出哪个更新修复了它。我在 2011 年 8 月 5 日收到了安全更新，将 clrjit.dll 更新为修订版 235，日期为 4 月 12 日，这将是最早的日期。

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要回答您的最后一个问题，您可以将带有选项 

MethodImpl
的 
MethodImplOptions.NoInlining
属性添加到您的 
IsGuid
方法中，作为解决问题的解决方法。

我刚刚在 .NET 4.0 上对 x86 的调试和发布配置之间进行了简单的切换测试，这似乎解决了问题。不过我还没有运行你的 runtests.bat 。

如果尚未提交问题，您还应该在 Connect 中提交问题，并将其链接到您的问题。

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这不太酷。 我认为你应该提交一个错误。 (connect.microsoft.com)

另外，这似乎有效（不过我只测试了你的失败案例）：

    public static bool IsGuid(object item)
    {
        return item.GetType() == typeof(Guid);
    }
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除了一些 nops 之外，反射器指示唯一的区别在于 IsGuid 方法：

调试：

.method public hidebysig static bool IsGuid(object item) cil managed
{
    .maxstack 2
    .locals init (
        [0] bool CS$1$0000)
    L_0000: nop 
    L_0001: ldarg.0 
    L_0002: isinst [mscorlib]System.Guid
    L_0007: ldnull 
    L_0008: cgt.un 
    L_000a: stloc.0 
    L_000b: br.s L_000d
    L_000d: ldloc.0 
    L_000e: ret 
}

发布：

.method public hidebysig static bool IsGuid(object item) cil managed
{
    .maxstack 8
    L_0000: ldarg.0 
    L_0001: isinst [mscorlib]System.Guid
    L_0006: ldnull 
    L_0007: cgt.un 
    L_0009: ret 
}

我的语言不够流利，无法解释这些差异，但这是社区 wiki 的答案，所以也许其他人可以启发我们？

更改方法以使其通用可以解决此问题（可能是错误？）

public static bool IsGuid<T>(T item)
{
    return item is Guid;
}

与强制将其放入局部变量一样（但必须在方法中使用它以防止优化启动）：

public static bool IsGuid(object item)
{
    bool a = item is Guid;
    a.ToString();
    return a;
}
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这是我在 XP SP3 (x86) 上的结果：

>runtest
Compiler: Framework\v4.0.30319\csc.exe
False => x86
False => x86 (Optimized)
True => x86 (Debug)
False => x86 (Debug + Optimized)
False => AnyCPU
False => AnyCPU (Optimized)
True => AnyCPU (Debug)
False => AnyCPU (Debug + Optimized)

>runtest v3.5
Compiler: Framework\v3.5\csc.exe
True => x86
True => x86 (Optimized)
True => x86 (Debug)
True => x86 (Debug + Optimized)
True => AnyCPU
True => AnyCPU (Optimized)
True => AnyCPU (Debug)
True => AnyCPU (Debug + Optimized)

此结果的有趣之处在于，.NET 4 目标在 AnyCPU（作为 x86 运行）上失败，但在 AnyCPU（作为 x64 运行）上运行。

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有趣的是，这可以正常工作：

using System;
public class Program
{
    public static bool IsGuid(object item)
    {
        return item is Guid;
    }

    public static void Main()
    {
        Guid s = Guid.NewGuid();
        Console.Write(IsGuid(s));
    }
}

这是 il 的区别：

.method public hidebysig static void  Main() cil managed
{
  .entrypoint
  // Code size       23 (0x17)
  .maxstack  1
  .locals init (valuetype [mscorlib]System.Guid V_0)
  IL_0000:  call       valuetype [mscorlib]System.Guid [mscorlib]System.Guid::NewGuid()
  IL_0005:  stloc.0
  IL_0006:  ldloc.0
  IL_0007:  box        [mscorlib]System.Guid
  IL_000c:  call       bool Program::IsGuid(object)
  IL_0011:  call       void [mscorlib]System.Console::Write(bool)
  IL_0016:  ret
} // end of method Program::Main
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