C#高级编程 (第六版) 学习 第一章：.Net体系结构

第一章 .Net体系结构

1，公共语言运行库(Common Language Runtime, CLR)

.Net Framework的核心是其运行库的执行环境，称为公共语言运行库，或.Net运行库。通常在CLR的控制下运行的代码称为托管代码(managed code)。

 

在CLR执行编写好的源代码之前，需要编译它们。在.Net中，编译分为两个阶段：

• 把源代码编译成Microsoft中间语言（Microsoft Intermediate Language，MSIL）。
• CLR把IL编译为平台专用的代码

Microsoft中间语言与Java字节代码共享一个理念：它们都是低级语言，语法简单，可以非常快速地转换为内部机器码。

 

IL总是即时编译(JIT)的。JIT编译器并不是把整个应用程序一次编译完，而是只编译它调用的那部分代码。代码编译过一次后，得到的内部可执行代码就会被存储起来，直到退出该应用程序为止，这样在下次执行这部分代码时，就不需要重新编译了。Microsoft认为这个过程要比一开始就编译整个应用程序代码的效率高得多，因为任何应用程序的大部分代码实际上并不是在每次运行过程中都执行的，使用JIT,从来都不会编译这部分代码。这样做提高性能的原因是编译过程的最后一部分是在运行时执行的，JIT编译器确切地知道程序运行在什么类型的处理器上，可以利用该处理器的任何特性或特定的机器代码指令来优化最终的可执行代码。

 

语言的互操作性：IL不仅支持平台无关性，还支持语言的互操作性。简而言之，就是可以将任何一种语言编译成中间代码，编译好的代码可以与从其他语言编译过来的代码进行交互。

包括Visual Basic ， Visual C++，COM和COM+。

如VC++:

使用#using <mscorlib.dll>或者定义ref class MyClass{}

 

2，中间语言

中间语言的主要特征：

• 面向对象和使用接口
• 值类型和引用类型之间的巨大差别
• 强数据类型
• 使用异常来处理错误
• 使用特性（attribute）

（1）接口：一个契约，实现给定接口的类必须提供该接口指定的方法和属性的实现方式

（2）相异值类型和引用类型：

值类型：直接保存数据，

引用类型：仅保存地址

（3）强数据类型

所有变量都清晰地标记为属于某个特定的类型，不可在不同类型数据之间转换指针。

强数据类型提供了：语言互操作性，垃圾收集、安全性和应用程序域等特性。

 

通过使用通用类型系统（CTS）解决语言互操作中数据类型不同的问题。

公共语言规范（Common Language Specification，CLS）是一个最低标准集，所有面向.Net的编译器都必须支持它。

垃圾收集：

Windows平台已经使用两种技术来释放进程向系统释放动态请求的内存：

• 完全以手工的方式使应用程序代码完成这些工作
• 让对象维护引用计数

维护引用计数是COM使用的一种技术，每个COM组件保留一个计数，记录客户机目前对它的引用计数。

.Net运行库使用垃圾收集器，方法是所有动态请求的内存都分配到堆上，当.Net检测到给定进程的托管堆已满时，调用垃圾收集器。垃圾收集器处理目前代码中所有的变量，检查对存储在托管堆上的对象的引用，确定哪些对象可以从代码中访问-即那些对象有引用，没有引用的对象就不能再从代码中访问，因而被删除。

垃圾收集器具有不确定性，不能保证什么时候调用垃圾收集器。.Net运行库决定需要它时，就可以调用它。但可以重写这个过程，在代码中调用垃圾收集器。

 

应用程序域：Windows通过地址空间把进程分隔开来，每个进程有4GB的虚拟内存来存储其数据和可执行代码。Windows利用额外的间接方式把这些虚拟内存映射到物理内存或者硬盘上。

应用程序域是分离组件的一种方式，他不会导致因在进程之间传送数据而产生的性能问题。方法为把任何一个进程分解到多个应用程序域中，每个应用程序域大致对应一个应用程序，执行的每个线程都运行在一个具体的应用程序域中。

 

3，程序集

程序集(assembly)是包含编译好的、面向.Net Framework的代码逻辑单元。

程序集是完全自描述性的，也是一个逻辑单元而不是物理单元。

程序集的一个重要特性就是它们包含的元数据描述了对应代码中定义的类型和方法。程序集也包含描述程序集本身的元数据，这种程序集元数据包含在一个称为"程序集清单"的区域中，可以检查程序集的版本及其完整性。

可以使用ildasm检查程序集内容。

 

私有数据集：最简单的程序集类型，一般附带在某一个软件上，并且只能应用于该软件。

共享程序集：其它软件可使用的公共库

存在问题：

• 名称冲突：另一个公司的共享程序集执行的类型与自己的共享程序集中的类型同名。
• 程序集被同一个程序集的不同版本覆盖-新版本与某些已有的代码不兼容。

解决方法：将共享程序集放在文件系统的一个特定子目录中，称为全局程序集高速缓存(GAC)。与私有程序集不同，不能简单地把共享程序集复制到对应的文件夹中，而需要专门安装到高速缓存中，这个过程可以使用许多.Net工具来完成，

名称冲突：共享程序集应根据私钥加密算法指定一个名称，称为强名，保证唯一性。

版本：在程序集清单中指定版本信息来解决。

 

反射：编程访问程序集中的元数据

 

4，命名空间

命名空间是.Net避免名称冲突的一种方式。

 

5，使用C#创建.Net应用程序

Asp.Net:用于创建带有动态内容的Web页面

 

WPF(Windows Presentation Foundation)创建GUI程序，使用XAML(extensible application markup language)应用程序标记语言声明UI。

 

Windows服务：在Windows后台连续运行的程序。