第1章CLR的执行模型1.1

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1.1将源代码编译成托管代码模块

如上图，用支持CLR的任何一种语言来创建源代码文件。再用一个对应的编译器来检查语法和分析源代码。经编译器编译后生成托管模块（managed module），它是一个可移植执行体文件，它可能是32位（PE32）文件，也可能是64位（PE32+）文件。托管模块包括中间语言和元数据，需要CLR才能执行。

公共语言运行时（Common Language Runtime, CLR）是一个供多种编程语言使用的运行时。可用任何编程语言来开发代码，只要编译器是面向CLR的就行。

CLR也可以看作是一个在执行时管理代码的代理，管理代码是CLR的基本原则。能够被管理的代码称为托管（managed）代码，反之称为非托管代码。

CLR的核心功能中的内存管理、程序集加载、安全性、异常处理和线程同步等可被面向CLR的所有语言使用。

托管模块是一个需要CLR环境才能执行的标准windows PE文件，包含IL和元数据以及PE表头和CLR表头。：

• PE32/PE32+ 头：标准的 Windows PE文件头。包含文件类型（如GUI、CUI等），以及文件创建时间等信息。如果文件头使用PE32格式，则此文件只能在Windows 的32位或64位版本上运行；如果文件头使用PE32+格式，则此文件只能在Windows 的64位版本上运行。
• CLR表头：包含标识托管模块的一些信息。如CLR版本号，托管模块入口点方法（main方法）以及MethodDef元数据等等。
• IL代码：也是中间语言。编译器编译源代码时生成的中间代码，在执行环境中，这些IL代码将被CLR的JIT编辑器翻译成CPU能识别的指令，供CPU执行。
• 元数据实际上是一个数据表集合，用来描述托管模块中所定义和引用的内容。VS能够智能感知就得益于元数据的描述。

PE (Portable Execute) 文件是微软Windows操作系统上的程序文件，EXE、DLL、OCX、SYS、COM都是PE文件。

本地代码编译器（native code compiler）生成的是面向特定CPU架构（比如x86,x64）的代码。相反，每个面向CLR的编译器生成的都是IL代码。

中间语言IL（Intermediate Language）代码：编译器编译源代码后生成的代码（.exe或.dll文件），但此时编译出来的程序代码并不是CPU能直接执行的机器代码。在运行时，CLR的JIT编辑器将IL代码编译成本地CPU指令。

CPU：中央处理器（Central Processing Unit），是一台计算机运算核心和控制核心。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。

DLL (Dynamic Link Library) 文件为动态链接库文件，是一种作为共享函数库的可执行文件。在Windows中，许多应用程序并不是一个完整的可执行文件，它们被分割成一些相对独立的动态链接库，即DLL文件，放置于系统中。当我们执行某一个程序时，相应的DLL文件就会被调用。多个应用程序也可以同时访问内存中单个 DLL 副本的内容。DLL 有助于共享数据和资源。

动态链接与静态链接的不同之处在于：动态链接允许可执行模块（.dll 文件或 .exe 文件）仅包含在运行时定位 DLL 函数的可执行代码所需的信息。在静态链接中，链接器从静态链接库获取所有被引用的函数，并将库同代码一起放到可执行文件中。

使用中间语言的优点（跨平台，跨语言）：

• 可以实现平台无关性，即与特定CPU无关。
• 只需把.NET框架中的某种语言编译成IL代码，就实现.NET框架中语言之间的交互操作。

元数据（Metadata）是描述数据(类型信息) 的数据，通常被解释为data about data，是由一组数据表构成的一个二进制数据块。元数据被CLR编译器编译后保存在Windows可移植执行体(PE)文件中，即和它描述的IL嵌入在EXE/DLL文件中，使IL和元数据永远同步。

元数据主要的类型表：

• 定义表 描述当前程序集中定义的类型和成员信息。
• 引用表 描述任何一个被内部类型引用的外部的类型和成员信息。
• 清单表包含了组成程序集所需要的所有信息，同时包含了对其他程序集的引用信息。

元数据的用途：

• 编译时，元数据消除了对本地C/C++头和库文件的需求，因为在负责实现类型/成员的IL代码文件中，已包含和 引用的类型/成员有关的全部信息。编译器可以直接从托管模块读取元数据。
• CLR的代码验证过程中使用元数据确保代码只执行“类型安全”的操作。
• VS使用元数据帮助您写代码。它的“智能感知”(IntelliSense)技术可以解析元数据，指出一个类型提供了哪些方法、属性、事件和字段。

• 元数据允许将一个对象的字段序列化到一个内存中，将其发送给另一台机器。然后反序列化，在远程机器上重建对象的状态。（内存：与CPU进行沟通的桥梁，计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大）。

• 元数据允许垃圾回收器跟踪对象的生存期，垃圾回收器能判断任何对象的类型，并从元数据知道那个对象中哪些字段引用了其他对象。

第1章CLR的执行模型1.1

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原文地址：http://www.cnblogs.com/chrisghb8812/p/5527744.html