文章目录
1.1 在 .NET 之前1.2 .NET 时代1.2.1 .NET 框架的组成1.2.2 大大改进的编程环境
1.3 编译成 CIL1.4 编译成本机代码并执行1.5 CLR1.6 CLI1.7 各种缩写1.8 C# 的演化1.9 C# 和 Windows 的演化(*)
1.1 在 .NET 之前
MFC(Microsoft Foundation Class,微软基础类库) 微软公司提供的一个类库,以 C++ 类的形式封装了 Windows 的 API,并包含一个应用程序框架,以减少应用程序开发人员的工作量。其中包含的类包含大量 Windows 句柄封装类和很多 Windows 的内建控件和组件的封装类。 COM(Component Object Model,组件对象模型) 基于 Windows 平台的一套组件对象接口标准,由一组构造规范和组件对象库组成。组件对象不使用方法而用接口来描述自身。
1.2 .NET 时代
.NET 框架的特点:
多平台:可以在各种计算机上运行。行业标准:使用行业标准的通信协议,如 XML、HTTP、SOAP、JSON 和 WSDL。安全性:提供安全的执行环境,即使有来源可疑的代码存在。
1.2.1 .NET 框架的组成
如图 1.1 所示。
图1.1 .NET 框架的组成
CLR(Common Language Runtime,公共语言运行库) 在运行时管理程序的执行,主要内容有
内存管理和垃圾收集;代码安全验证;代码执行、线程管理及异常处理。 BCL(Base Class Library,基类库) 是 .NET 框架使用的一个大类库,可以在程序中使用。
1.2.2 大大改进的编程环境
面向对象的开发环境 CLR、BCL 和 C# 完全面向对象,形成良好的集成环境。 自动垃圾收集
GC(Garbage Collector,垃圾收集器) 自动管理内存,删除程序不在访问的对象。 互操作性
允许不同的 .NET 语言编写的软件模块无缝交互。
只要遵循一定的规则,.NET 语言的程序可以相互使用其他 .NET 语言写的类;.NET 框架被称为“语言无关”。 提供平台调用特性(Platform Invoke,P/Invoke),允许 .NET 代码调用非 .NET 代码。.NET 框架能与 COM 组件相互调用。 简化的部署
不需要使用注册表注册。提供并行执行的特性:允许 DLL 不同版本在同一台机器上存在。 类型安全性 CLR 检查并确保参数及其他数据对象的类型安全。 基类库 .NET 框架提供庞大的基础类库(BCL),有时也称为 FCL(Framework Class Library,框架类库)。
1.3 编译成 CIL
.NET 语言的编译器接受源代码,生成名为程序集的输出文件,如图 1.2 所示。
图1.2 编译过程
CIL(Common Intermediate Language,公共中间语言) 即程序集里的代码,不是本机代码。 程序集包含如下信息:
程序的 CIL;程序中使用的类型的元数据;对其他程序集引用的元数据。
1.4 编译成本机代码并执行
程序集的 CIL 直到被调用运行时才会被编译成本机代码,运行时执行的步骤如图 1.3 所示。
图1.3 运行时被编译成本机代码
检查程序集的安全特性;在内存中分配空间;把程序集中的可执行代码发送给 JIT(Just-In-Time,及时编译器),编译一部分内容为本机代码。
程序集中的可执行代码只在需要的时候由 JIT 编译,之后被缓存起来以备后续使用。一旦 CIL 被编译为本机代码,CLR 就在它运行时进行管理,如释放无主内存、检查数组边界、检查参数类型和管理异常等。
托管代码:由 .NET 框架编写的代码,需要 CLR。 非托管代码:不在 CLR 控制之下运行的代码,如 C/C++、DLL。
图1.4 编译时和运行时的过程概览
1.5 CLR
CLR 是 .NET 框架的核心组件,位于操作系统的顶层,管理程序的执行,如图 1.5 所示。
图1.5 CLR概览
1.6 CLI
CLI(Common Language Infrastructure,公共语言基础结构) 一组 .NET 标准,将 .NET 框架的所有组件连接成一个内聚、一致的系统,详细说明了所有软件都必须遵守的规则和约定,如图 1.6 所示。
图1.6 CLI的组成
CTS(Common Type System,公共类型系统) 定义了在托管代码中一定会使用的类型的特征,如
定义了一组丰富的内置类型,及每种类型固有、独有的特性;.NET 兼容编程语言提供的类型,通常映射到 CTS 中已定义的内置类型集的某一个特殊子集;所有类型都继承 Object;确保系统类型和用户定义类型能被任何 .NET 兼容的语言所使用。 CLS(Common Language Specification,公共语言规范) 详细说明了 .NET 兼容编程语言的规则、属性和行为,包括数据类型、类结构和参数传递。
1.7 各种缩写
图1.7 .NET缩写
1.8 C# 的演化
图1.8 C# 各版本的焦点特性
1.9 C# 和 Windows 的演化(*)
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