虚拟 C# 成员可以内联吗？答案

【问题标题】：Can virtual C# members be inlined?虚拟 C# 成员可以内联吗？
【发布时间】：2019-09-03 23:20:41
【问题描述】：

考虑以下替代实现，派生的内部类旨在覆盖，返回true：

public virtual bool IsInternal => false;

...和...

public virtual bool IsInternal() => false;

内存和性能方面的区别是什么？

编译器能否检测静态结果并在优化/内联时使用它们而不是保存每个实例的属性值或调用函数？编译器是否可以内联这些虚拟成员？会有什么影响？

【问题讨论】：

你为什么要问？你的问题的背景是什么？为什么答案对你很重要？
在您的两个解决方案中，第一个是只读属性（没有支持字段），第二个是函数。该属性（以您编写的样式）在引擎盖下基本上是相同的功能。所以我希望它们在大多数情况下表现基本相同。

【解决方案1】：

内存和性能方面的区别是什么？

没有，它们都编译为虚拟方法（C# 属性只是 getter+setter 方法的不同语法）。

每个虚拟成员都会增加一个类型的 vtable 大小（不过这可以忽略不计，因为 vtable 是每个类型的，而不是每个实例的）。

在性能方面，虚拟调用会花费更多的指令，并且还需要更多的内存访问，但是具有现代分支预测和大型缓存的良好 CPU 可以最大限度地减少影响。如果您真的关心该级别的性能，那么您无论如何都不会使用 CLR - 就大多数开发人员而言，virtual 调用的成本与非虚拟调用相同。

编译器能否检测静态结果并在优化/内联时使用它们而不是保存每个实例的属性值或调用函数？

.NET Framework 1.0、1.1、2.0 和 4.0 中的 CLR 没有（据我所知）。 C# 编译器可能在某些微不足道的情况下（例如 (new BaseVirtualType().VirtualMethod())）将已编译 CIL 中的虚拟调用替换为非虚拟调用，但 JIT 不会进行该优化（但 JIT 然后可能内联它，但我不确定）。启用优化时，C# 编译器也可以内联。
根据 .NET Core 3.0 的规范文档（见下文），.NET Core 2.0 中的 CLR 进行了一些去虚拟化。
.NET Core 3.0 中的 CLR 将更加激进，这里是继承者规范文档：https://github.com/dotnet/coreclr/blob/master/Documentation/design-docs/GuardedDevirtualization.md

【讨论】：

只是为了澄清上述内容，C# 编译器从不内联任何内容。从 .Net Core 2.0 和 .Net Framework 4.7.2 开始，JIT 有时可以去虚拟化，如果成功，则内联。 Guarded Devirtualization 仍是一项实验性功能，未启用。我们可能会找到一种在 .Net 5 中启用它的方法——对此尚无定论。