C#中为什么readonly字段的循环内检查无法被优化移出循环？

优化的阶段边界要先理清 #

你看到的“循环每次迭代都执行判断”的IL，是Roslyn（C#源码转IL的静态编译器）的输出结果。把循环内的不变判断挪到循环外，属于**循环不变代码运动（LICM）**类优化，这类优化按设计本来就是运行时JIT（把IL编译为机器码的组件）的职责，不是Roslyn该做的事。
Roslyn生成IL的核心原则是尽量和源码的执行逻辑完全对齐，不会主动改动代码的执行结构，自然不会主动帮你把判断挪出循环。

readonly的约束达不到优化需要的安全前提 #

循环外提优化的核心要求，是优化器能100%确认被判断的值在整个循环执行过程中永远不会变化。而readonly的规则根本满足不了这个要求：

• readonly只是语法层面的编译期限制：它仅禁止开发者在类的构造函数之外，用直接赋值的语法修改字段，不存在运行时层面的强制只读保护。
• 从CLR的视角看，readonly字段就是普通的内存存储区域，开发者完全可以通过反射、非托管指针、内存直接编辑等方式，在循环执行到任意一次迭代的中途修改这个字段的值，编译器和运行时都不会拦截这类操作。
• 既然字段值存在中途被修改的可能性，JIT如果贸然把判断挪到循环外部，就会直接改变程序的实际语义——毕竟按照源码的写法，每一次循环都应该重新读取字段的最新值做判断。

和const的优化差异对比 #

你预期的那种优化效果，只有const类型的字段能稳定实现：

• const是编译期常量，Roslyn在编译阶段就会把常量值直接内联到所有引用它的代码里，根本不会在IL中保留对原字段的访问指令。这种情况下判断条件本质上是硬编码的固定值，优化器可以毫无顾虑地把判断挪到循环外部。
• readonly是运行时初始化的字段，哪怕你初始化时写的是public readonly bool myVar = true;，它本质上还是要从内存读取的普通字段，不具备编译期可确定的不变性。

不同运行时的优化表现差异 #

• 旧版本.NET Framework的JIT对字段访问的优化非常保守，只要是字段访问指令，哪怕是readonly修饰的，都会默认保留每次循环的读值操作，几乎不会做这类外提优化。
• 新版本.NET（Core 3.0+，尤其是.NET 6及之后的版本）的JIT会在通过静态分析确认整个方法执行流程中没有任何可能修改该readonly字段的路径时，自动把判断条件挪到循环外部，生成你预期的代码结构；但只要分析中发现存在哪怕一丝修改字段的可能性，优化就会被跳过。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者defaultUsernameN