作者：未知 来源：月光软件站 加入时间：2005-2-28　月光软件站

 Delphi.NET 内部实现分析(3.2)

首先我们来看看元类的定义与实现
//-----------------------------------------Borland.Delphi.System.pas--
type
  TObject = System.Object;

  _TClass = class;

  TClass = class of TObject;

  _TClass = class
  protected
    FInstanceType: System.RuntimeTypeHandle;
    FClassParent: _TClass;
  public
    constructor Create; overload;
    constructor Create(ATypeHandle: System.RuntimeTypeHandle); overload;
    constructor Create(AType: System.Type); overload;
    function ClassParent: TClass; virtual;
  end;

  TClassHelperBase = class(TObject)
  public
    FInstance: TObject;
  end;
//-----------------------------------------Borland.Delphi.System.pas--
  上一节我们大概分析过元类的实现原理。每一个类有一个对应的嵌套子类，
名称为@Meta前缀加上类名，此类从Borland.Delphi.System._TClass类继承出来，
在实现上类似TClassHelperBase，只不过FInstance是类一级的静态成员变量。

  .class /*0200000D*/ auto ansi nested public beforefieldinit @MetaTDemo
         extends Borland.Delphi.System.@TClass/* 02000003 */
  {
    .field /*0400000E*/ public static class HelloUnit.TDemo/* 02000005 *//@MetaTDemo/* 0200000D */ @Instance

    .method /*06000027*/ private hidebysig specialname rtspecialname static
            void  .cctor() cil managed
    .method /*06000026*/ public hidebysig specialname rtspecialname
            instance void  .ctor() cil managed
    .method /*06000008*/ public instance void
            Hello() cil managed
  }

  元类的静态构造函数如上一节中的@MetaTDemo..cctor()函数，构造一个元类的实例
放入元类的@Instance静态成员

  private static [email protected]() {
    TDemo.@MetaTDemo.@Instance = new @MetaTDemo..ctor();
  }

  元类的构造函数则载入自己类型的Token到FInstanceType字段中。

  public [email protected]() : base() {
    this.FInstanceType = Token of TDemo;
  }

  这个Token在CLR中起到索引的作用，用以在Metadata诸多表中定位特定的表项，
每种元素如类、方法、字段、属性等等都有其自己的Token。在BCL中Token表现为
RuntimeTypeHandle类型，用于诸如Type.GetTypeFromHandle之类函数，
可以通过Type.TypeHandle获取。
  关于Token的重要性及物理实现上用法请参加前面提到的我对Metadata分析的文章。

  元类这里保存的FInstanceType实际上就是类似于Delphi中VMT指针的索引。
//-----------------------------------------Borland.Delphi.System.pas--
constructor _TClass.Create;
begin
  inherited Create;
end;

constructor _TClass.Create(ATypeHandle: System.RuntimeTypeHandle);
begin
  inherited Create;
  FInstanceType := ATypeHandle;
end;

constructor _TClass.Create(AType: System.Type);
begin
  Create(AType.TypeHandle);
end;
//-----------------------------------------Borland.Delphi.System.pas--
  可以看到_TClass的几种形式构造函数，实际上都是围绕着这个Token做文章。
//-----------------------------------------Borland.Delphi.System.pas--
function _TClass.ClassParent: TClass;
begin
  if not Assigned(FClassParent) then
    FClassParent := _TClass.Create(System.Type.GetTypeFromHandle(FInstanceType).BaseType.TypeHandle);
  Result := FClassParent;
end;
//-----------------------------------------Borland.Delphi.System.pas--
  而_TClass.FClassParent则是在需要时填充的父类的元类。注意这里的转换Token到
CLR中类型的方法。System.Type.GetTypeFromHandle函数和后面要使用到的
System.Type.GetTypeHandle函数完成Type与Token之间的双向转换。
  因此可以说在Delphi.NET中，元类实际上就是对类的Token的一个封装。

  在了解了元类的实现后，我们来看看如何从一个Token获取其元类。
//-----------------------------------------Borland.Delphi.System.pas--
var
  MetaTypeMap: Hashtable;

function _GetMetaFromHandle(ATypeHandle: System.RuntimeTypeHandle): _TClass;
var
  t: System.Type;
begin
  if not Assigned(MetaTypeMap) then
    MetaTypeMap := Hashtable.Create;

  Result := _TClass(MetaTypeMap[ATypeHandle]);
  if not Assigned(Result) then
  begin
    t := System.Type.GetTypeFromHandle(ATypeHandle);
    t := t.GetNestedType('@Meta' + t.name, BindingFlags(Integer(BindingFlags.Public) or
      Integer(BindingFlags.NonPublic)));
    if Assigned(t) then
    begin
      Result := _TClass(t.GetField('@Instance').GetValue(nil));
      MetaTypeMap.Add(ATypeHandle, Result);
    end
    else
    begin
      Result := _TClass.Create(ATypeHandle);
    end;
  end;
end;
//-----------------------------------------Borland.Delphi.System.pas--
  Delphi.NET使用一个哈希表MetaTypeMap来缓存Token到元类的转换关系，
因为这种转换是耗时且较频繁的操作，这主要是为优化现有Delphi代码对元类的大量使用。
  对一个Token，Delphi.NET先将其转换为一个Type类型，然后取其嵌套子类，
子类名就是@Meta前缀加类名，元类允许是公开或私有。
  如果找到元类的类型，则从元类的@Instance字段获取值，也就是元类的一个实例；
否则使用此Token构造一个新的元类并返回。
  这样Delphi.NET就完成了TClass机制在CLR环境下的映射。

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