.NET Discovery 系列之五：JIT 編譯器深度解析（上）— 設計哲學、兩階段編譯與局部性原理

JIT (Just-In-Time) 命名源自豐田「準時制」生產哲學：需要時、按需量、生產所需，完美對應 .NET 執行時編譯機制。

兩階段編譯

1. C# → MSIL：編譯期產生托管模組 (PE32/PE32+)，含 IL、中繼資料、PE Header、CLR Header。IL 為 CPU 無關偽組合語言（含載入/儲存/呼叫/運算/流程控制/例外處理指令）。
2. MSIL → 原生碼：執行期由 JIT 編譯，產生 CPU 專屬機器碼。

JIT 優勢：物有所值的開銷

• 效能開銷不顯著：無異常時近零成本。
• 遵循局部性原理與 80/20 法則：程式 80% 時間執行 20% 代碼，JIT 僅編譯熱點路徑，節省記憶體。
• 運行時環境感知優化：同一 IL 在不同 CPU 產生不同優化機器碼。
• 動態重編譯優化：執行畫像導向優化（內聯、策略引擎回饋、程式碼回收）。

首次編譯後修正入口點

JIT 編譯完成後修改方法對應的記憶體入口位址，後續呼叫直接跳轉，不再經 JIT。

編譯與執行流程示例

Load() 呼叫 A.a1() 兩次：

1. 載入 Load() 觸發 JIT 編譯 Load。
2. JIT 掃描 Load 參考類型 A，遍歷其方法 (a1, a2, a3) 建立方法表 (HashTable)，初始入口皆為 PreJitStub。
3. 執行至 A.a1("First")，觸發 a1 JIT 編譯，方法表更新為機器碼位址。
4. 執行至 A.a1("Second")，直接跳轉機器碼。

下篇將詳細說明方法表演變、WinDbg 驗證與 NGen 取捨。