.NET程序的编译和运行

程序的编译和运行，总得来说大体是：首先写好的程序是源代码，然后编译器编译为本地机器语言，最后在本地操作系统运行。

下图为传统代码编译运行过程：

.NET的编译和运行过程与之类似，首先编写好的源代码，然后编译为微软中间语言代码，运行的时候即时编译为本地机器语言，同时.NET代码运行时有一个CLR环境来管理程序。如下图为.NET代码编译运行过程：

下面详细介绍下编译运行时的一些概念。
1．MSIL和JIT
在编译使用.NET 框架创建的代码时，不是立即创建操作系统特定的本机代码，而是把代码编译为微软中间语言（Microsoft Intermediate 
Language，MSIL）代码，这些MSIL代码不专用于任何一种操作系统，也不专用于任何一种语言，有些类似于JAVA的字节码。C#及其他.NET语言，如VB.NET在编译阶段都编译为这种语言。
因为代码在编译阶段没有直接编译成本机代码，所以在执行应用程序时，必须完成更多的工作，这就是Just—In－Time（JIT）编译器的任务。
JIT把MSIL编译为专用于某种操作系统和目标机器结构的本机代码，只有这样，操作系统才能执行应用程序。这里编泽器的名称Just—In—Time，反映了MSIL仅在需要时才编译的特性。
过去，常常需要把代码编译为几个应用程序，每个应用程序用于特定的操作系统和CPU结构，这通常是一种优化形式（例如，为了让代码在AMD芯片上运行将更快），但更多时候是必须的（例如分别运行在Windows和Linux操作系统上）。现在就不必要了，顾名思义，JIT编译器使用MSIL代码，而MSIL代码是独立于机器、操作系统和CPU的。目前有几种JIT编译器，每种编译器都用于不同的结构，我们总能找到一个合适的编译器创建所需的本机代码。这样，用户需要做的工作就比较少了，实际上，用户不必考虑与系统相关的细节，只需要把注意力放在代码的功能上就足够了。

2．程序集
在编译应用程序时，创建的MSIL代码存储在一个程序集中，程序集包括可执行的应用程序文件（这些文件可以直接在Windows上运行，不需要其他程序，其扩展名为.exe）和其他应用程序使用的库（其扩展名是.dll）。

除了包含MSIL外，程序集还包含元数据（即程序集中包含的数据信息）和可选的资源（MSIL使用的其他数据，例如声音和图片文件）。在程序集包含的所有文件中，有一个文件用于保存清单。（清单是元数据部分中一组数据表的集合，其中包含了程序集中一部分文件的名称，描述了程序集的版本，语言文化，发布者，共有导出类型，以及组成该程序集的所有文件）。需要注意的是一个程序集只能一个程序清单。

元数据允许程序集是完全自我描述的，不需要其他信息就可以使用程序集。也就是说，我们不再需要把应用程序所需要的数据添加到系统注册表中，因此，部署应用程序就非常简单了，只需把文件复制到远程计算机中的目录下即可。

当然，不必把运行应用程序所需要的所有信息都安装到一个地方。我们可以编写一些程序集，执行多个应用程序所要求的任务。此时，通常把这些可重用的程序集放在所有应用程序都可以访问的地方。在.NET
框架中，这个地方是“全局程序集高速缓冲存储器”（Global Assembly cache），有相应的工具可以帮助把程序集放在高速缓冲存储器中。

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3．托管代码

在把代码编译为MSIL，再用JIT编译器把它编译为本机代码后，CLR的任务还没有完全完成。用.NET 
框架编写的代码在执行时是托管的，即CLR管理着应用程序，其方式是管理内存、处理安全性，以及允许进行跨语言调试等。相反，不在CLR控制之下运行的应用程序是非托管的，某些语言如C++可以用于编写这类应用程序，例如，访问操作系统的低级功能。使用C#主要编写在托管环境下运行的代码，它们使用CLR的托管功能，让.NET自己与操作系统进行交互，当然也可以编写在非托管环境下运行的代码，但需要特别标注。托管代码的优点有：1、平台无关性，2、提高性能，3、语言的互操作性。

4．垃圾回收

托管代码最重要的一个功能是垃圾回收（Garbage 
Collection），它可确保应用程序不再使用某些内存时，这些内存就会被完全释放。在.NET推出以前，这项工作主要由程序员负责，代码中的几个简单错误会把大块内存分配到错误的地方，使这些内存神秘失踪。这通常意味着计算机的速度逐渐减慢，最终导致系统崩溃。

.NET无用存储单元收集器会频繁检查计算机内存，从中删除不再需要的内容。它可能一秒钟内会进行上千次的检查，也可能几秒钟检查一次，或者随时进行检查，但可以肯定的是进行了检查。

5.应用程序域

在以前传统的开发中我们都知道，一个应用程序对应一个进程，并为该进程指定虚拟内存，由操作系统来映射实际的物理内存，有效的维护了进程之间的安全性。但另一方面，每一个进程都会消耗一定的系统资源，降低了性能，并且进程间的通信也比较麻烦。
在.Net中推出了一个新的概念：应用程序域(AppDomain)。可以理解成很多应用程序域都可以运行在同一个.NET的进程中，可以降低系统消耗，同时不同的域之间互相隔离，在安全性方面有保障。另外对于同一个进程内不同域之间的通信也相对简单一点。

转自：http://hovertree.com/h/bjaf/i550eyyq.htm

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