在Java中有虛擬機，代碼運行時(shí)虛擬機把Java語(yǔ)言編譯成與機器無(wú)關(guān)的字節碼，然后再把字節碼編譯成機器指令執行，那么在.NET中程序是如何運行的呢?
其實(shí)運行原理是一樣的，.NET中的虛擬機是CLR（公共語(yǔ)言運行時(shí)），無(wú)論是C#程序還是VB程序，首先會(huì )由CLR編譯成與平臺無(wú)關(guān)的中間語(yǔ)言IL，然后由公共語(yǔ)言運行時(shí)CLR的
即時(shí)編譯器JIT編譯成機器代碼，再由CPU去執行它。所以說(shuō).NET程序也是需要二次編譯才能運行，其中涉及的相關(guān)術(shù)語(yǔ)解釋如下：
對于計算機來(lái)講，它只認識01010101之類(lèi)的二進(jìn)制代碼，人類(lèi)寫(xiě)的高級語(yǔ)言(如C#、JAVA等)計算機是沒(méi)法識別的，所以需要將高級語(yǔ)言轉化為01讓計算機可以識別的二進(jìn)制編碼，中間是有一個(gè)過(guò)程的。就拿C#來(lái)講，VS編譯器會(huì )將編寫(xiě)好的代碼進(jìn)行編譯，編譯后會(huì )生成exe/dll文件，.Net Core里面已經(jīng)不生成exe了，都是dll。dll和exe還需要CLR/JIT的即時(shí)編譯成字節碼，才能最終被計算機執行。有伙伴就會(huì )問(wèn)為什么要編譯2次呢，先編譯到dll，再編譯到字節碼01呢，為什么不能一次性編譯成字節碼呢？因為我們寫(xiě)的是C#語(yǔ)言，但是真實(shí)運行的機器有很多種，可能是32位，也可能是64位，操作系統可能是windows、linux、unix等，不同的計算機不同的操作系統識別字節碼的可能是不一樣的，但是從高級語(yǔ)言編譯成exe/dll這一步是一樣的。所以只要在不同運行環(huán)境的計算機上安裝對應的不同的CLR/JIT，就可以運行我們同一個(gè)exe/dll了。這里就大概講下這樣一個(gè)過(guò)程，后面會(huì )有章節詳細講解程序如何被計算機執行的?，F在我們先關(guān)注編譯生成的exe/dll，它包含2部分，分別是中間語(yǔ)言IL和源數據元數據metadata。IL里面包含我們寫(xiě)的大量的代碼，比如說(shuō)方法、實(shí)體類(lèi)等。元數據metadata不是我們寫(xiě)的代碼，它是編譯器在編譯的時(shí)候生成的描述，它可能是把命名空間、類(lèi)名、屬性名記錄了一下，包括特性。
CLR VS JVM
以 Java 為例，Java 編譯后產(chǎn)生的并不是一個(gè)可執行的文件，而是一個(gè) ByteCode （字節碼）文件，里面包含了從 Java 源代碼轉換成等價(jià)的字節碼形式的代碼。Java 虛擬機（JVM）負責執行這個(gè)文件。
虛擬機執行中間代碼的方式分為 2 種：解釋執行和 JIT（即時(shí)編譯）。解釋執行即逐條執行每條指令，JIT 則是先將中間代碼在開(kāi)始運行的時(shí)候編譯成機器碼，然后執行機器碼。由于執行的是中間代碼，所以，在不同的平臺實(shí)現不同的虛擬機，都可以執行同樣的中間代碼，也就實(shí)現了跨平臺
C# 和 Java 類(lèi)似，C# 會(huì )編譯成一個(gè)中間語(yǔ)言（CIL，Common Intermediate Language，也叫 MSIL），CIL 也是一個(gè)高級語(yǔ)言，而運行 CIL 的虛擬機叫 CLR（Common Language Runtime）。通常我們把 C#、CIL、CLR，再加上微軟提供的一套基礎類(lèi)庫稱(chēng)為 .Net Framework。
C# 源代碼到機器碼過(guò)程：
1、源代碼——2、編譯器（vs自帶的csc.exe，還有mono的mcs.exe，【java編譯器javac.exe】）——3、IL中間語(yǔ)言字節碼——4、CLR啟動(dòng)JIT即時(shí)編譯——5、將IL編譯為可以真正在CPU上運行的機器碼。
編譯時(shí)【工具：編譯器】：步驟1 到 步驟3，編譯源代碼
運行時(shí)【工具：CLR】：步驟3到步驟5。編譯IL
運行時(shí)就是代碼跑起來(lái)了.被裝載到內存中去了.(你的代碼保存在磁盤(pán)上沒(méi)裝入內存之前是個(gè)死家伙.只有跑到內存中才變成活的).
中間語(yǔ)言IL
中間語(yǔ)言【IL】有時(shí)也稱(chēng)為公共中間語(yǔ)言（CIL：Common Intermediate Language） 或 Microsoft中間語(yǔ)言（MSIL），也可叫做字節碼。
之所以叫公共的，可以理解為 就是可以被不同平臺【操作系統】上識別，所以才可移植。
IL我們是看不懂的，因為他是二進(jìn)制的，
我們說(shuō)的學(xué)習并分析IL并不是IL，而是由IL這種匯編語(yǔ)言【相當于.Net平臺的匯編語(yǔ)言，類(lèi)似于Windows平臺的匯編語(yǔ)言】編寫(xiě)的代碼，我們可以看懂，JIT不能直接運行我們使用IL匯編語(yǔ)言寫(xiě)的代碼，JIT運行的是IL匯編語(yǔ)言編譯成的IL代碼【二進(jìn)制字節碼】，編譯器不是編譯源碼的csc.exe，也不是編譯IL為機器碼的JIT即時(shí)編譯器而是，ilasm.exe即IL匯編程序，對應的還有ildasm.exe IL反匯編程序
PE文件
PE文件的全稱(chēng)是Portable Executable，意為可移植的可執行的文件，常見(jiàn)的EXE、DLL、OCX、SYS、COM都是PE文件，PE文件是微軟Windows操作系統上的程序文件（可能是間接被執行，如DLL）
托管代碼
托管代碼（C#源代碼,VB源代碼,F#等,C/C++是非托管）
為什么叫托管呢？
是因為可被編譯器編譯為中間語(yǔ)言，是受管于CLI式的內存管理和線(xiàn)程安全管理的。
那為什么CLR可以管理呢？
是由CLR啟動(dòng)的JIT編譯IL為機器碼，這樣，CLR就 能確切的知道代碼的作用，并可以有效的管理代碼。
非托管代碼
非托管代碼，直接編譯成目標計算機碼，在公共語(yǔ)言運行庫環(huán)境的外部，由操作系統直接執行的代碼，代碼必須自己提供垃圾回收，類(lèi)型檢查，安全支持等服務(wù)。如需要內存管理等服務(wù)，必須顯示調用操作系統的接口，通常調用Windows SDK所提供的API來(lái)實(shí)現內存管理。
托管代碼和非托管代碼的區別：
1、托管代碼是一種中間語(yǔ)言，運行在CLR上；非托管代碼被編譯為機器碼，運行在機器上。
2、托管代碼獨立于平臺和語(yǔ)言，能更好的實(shí)現不同語(yǔ)言平臺之間的兼容；非托管代碼依賴(lài)于平臺和語(yǔ)言。
3、托管代碼可享受CLR提供的服務(wù)（如安全檢測、垃圾回收等），不需要自己完成這些操作；非托管代碼需要自己提供安全檢測、垃圾回收等操作。
字節碼和機器碼
字節碼（Byte-code）是一種包含執行程序，由一序列 op 代碼/數據對組成的二進(jìn)制文件，是一種中間碼。字節碼文件是一種和任何具體機器環(huán)境及操作系統環(huán)境無(wú)關(guān)的中間代碼，所以可以移植不同平臺執行。
例如：java的虛擬機編譯的java字節碼，以.class結尾的文件。IL，相當于java的字節碼，也是一種中間語(yǔ)言。
機器碼
計算機直接使用的程序語(yǔ)言，其語(yǔ)句就是機器指令碼，機器指令碼是用于指揮計算機應做的操作和操作數地址的一組二進(jìn)制數。 機器碼就是諸如0101010100......的二進(jìn)制數
1，機器碼本質(zhì)就是一個(gè)二進(jìn)制數位："0"和“1”。
2，8位單片機如十六制數0x55,機器碼:01010101。
3，16位單片機如十六制數0xaaaa,機器碼:1010 1010 1010 1010。
4，32位ARM如十六制數0x5555aaaa,機器碼:
01010101010101010101010101010101
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二進(jìn)制格式【字節碼】文件：DB 0F 49 40
【機器碼】：1010等二進(jìn)制數。
CLI
每種變成語(yǔ)言都有一組內置的類(lèi)型，用來(lái)表示如整數、浮點(diǎn)數和字符等之類(lèi)的對象。過(guò)去，這些類(lèi)型的特征因變成語(yǔ)言和平臺的不同而不同。例如，組成整數的位數對于不同的語(yǔ)言和平臺就有很大差別。
然而，這種同一性的缺乏使我們難以讓使用不同語(yǔ)言編寫(xiě)的程序及庫一起良好協(xié)作。為了有序協(xié)作，必須有一組標準。
CLI（Common Language Infrastructure，公共語(yǔ)言基礎結構）就是這樣一組標準，它把所有.NET框架的組件連結成一個(gè)內聚的、一致的系統。它展示了系統的概念和架構，并詳細說(shuō)明了所有軟件都必須堅持的規則和約定。
DotNet程序執行流程
.NET 應用程序源代碼被編譯為 Microsoft 中間語(yǔ)言 （MSIL），也稱(chēng)為中間語(yǔ)言 （IL） 或通用中間語(yǔ)言 （CIL）。.NET 和非 DOTNET 應用程序在編譯應用程序時(shí)生成程序集。通常，程序集具有 的擴展 .DLL 或 .EXE 基于我們編譯的應用程序類(lèi)型。
例如，如果我們在 .NET 中編譯窗口或控制臺應用程序，我們會(huì )獲得類(lèi)型的程序集.EXE，而當我們在 .NET 中編譯 Web 或類(lèi)庫項目時(shí)，我們得到一個(gè)類(lèi)型的程序集.Dll。
.NET 和 NON-DOTNET 程序集的區別在于 DOTNET 程序集是中間語(yǔ)言格式，而非 .NET程序集是本機代碼格式。
NON.NET 應用程序可以直接在操作系統上運行，因為 NON-DOTNET 程序集包含本機代碼，
而 .NET應用程序在稱(chēng)為通用語(yǔ)言運行時(shí) （CLR）的虛擬環(huán)境的頂部運行。
CLR 包含一個(gè)名為"實(shí)時(shí)編譯器 （JIT）"的組件，該組件將中間語(yǔ)言轉換為本機代碼，基礎操作系統可以理解該代碼。
DotNet程序執行步驟
在 .NET 中，應用程序執行包含 2 個(gè)步驟
在步驟1中，相應的語(yǔ)言編譯器將源代碼編譯為中間語(yǔ)言（IL），在第二步中，CLR中的JIT編譯器將中間語(yǔ)言（IL）代碼轉換為本機代碼，然后可由底層操作系統執行本機代碼。 下圖顯示了上述過(guò)程。
由于 .NET 程序集采用中間語(yǔ)言 （IL） 格式，而不是本機代碼或計算機代碼格式，因此只要目標平臺具有通用語(yǔ)言運行時(shí) （CLR），.NET 程序集便可移植到任何平臺。目標平臺的 CLR 將中間語(yǔ)言代碼轉換為基礎操作系統可以理解的本機代碼或計算機代碼。
中間語(yǔ)言代碼也稱(chēng)為托管代碼。這是因為 CLR 管理在它內部運行的代碼。例如，在 VB6 程序中，開(kāi)發(fā)人員負責取消分配對象消耗的內存。如果程序員忘記去分配內存，則可能會(huì )發(fā)生內存異常。另一方面，.NET 程序員不必擔心取消分配對象消耗的內存。自動(dòng)內存管理也稱(chēng)為垃圾回收，由 CLR 提供。由于 CLR 正在管理和執行中間語(yǔ)言，因此它 （IL） 也稱(chēng)為托管代碼。
.NET 支持不同的編程語(yǔ)言，如 C#、VB、J# 和C++。C# 、VB 和 J# 只能生成托管代碼 （IL），而 C++可以生成托管代碼 （IL） 和非托管代碼（本機代碼）。
關(guān)閉程序后，本機代碼不會(huì )永久存儲在任何地方，本機代碼將被扔掉。當我們再次執行程序時(shí)，將再次生成本機代碼。
.NET 程序類(lèi)似于 java 程序執行。在 Java 中，我們有字節碼和 JVM（Java 虛擬機），而在 .NET 中，我們有中間語(yǔ)言和 CLR（通用語(yǔ)言運行時(shí)）。
反射就是讀取metadata里面的數據的，然后去使用它。接下來(lái)通過(guò)反射的方式去實(shí)現調用DSqlServerHelper類(lèi)中的查詢(xún)方法Query：
我們想在Program的Main方法中調用DB.SqlServer類(lèi)庫中SqlServerHelper類(lèi)中的查詢(xún)方法Query。以往實(shí)現這種功能都是在MyReflection的控制臺程序中引用DB.SqlServer和DB.Interface類(lèi)庫，才能調用Query方法
現在我們不引用通過(guò)反射的方式
可以從圖中結果看出利用反射成功調用了DSqlServerHelper類(lèi)下的查詢(xún)方法Query。對比下最開(kāi)始添加引用直接new SqlServerHelper()對象然后調取Query方法寫(xiě)的代碼更少些，而利用反射需要多寫(xiě)好幾行代碼，貌似反射更麻煩些，那什么還要用反射呢？如果把using DB.SqlServer注釋掉，就會(huì )發(fā)現new SqlServerHelper()會(huì )報錯，而不會(huì )影響反射寫(xiě)的代碼。也就是說(shuō)反射在不添加引用，不new一個(gè)對象的情況下，可以動(dòng)態(tài)的調取對象中的方法，這就是反射的好處。
c#中通過(guò)反射可以方便的動(dòng)態(tài)加載dll程序集，但是如果你需要對dll進(jìn)行更新，卻發(fā)現.net類(lèi)庫沒(méi)有提供卸載dll程序集的方法。在.net 中，加入了應用程序域的概念，應用程序域是可以卸載的。也就是說(shuō)，如果需要對動(dòng)態(tài)加載的dll程序集進(jìn)行更新，可以通過(guò)以下方法解決：
新建一個(gè)應用程序域，在該應用程序域中動(dòng)態(tài)加載DLL，然后可以卸載掉該應用程序域。該應用程序域被卸載的時(shí)候，相關(guān)資源也會(huì )被回收。
要想這樣實(shí)現，就要讓你程序的currentDomain和新建的newDomain之間進(jìn)行通信，穿過(guò)應用程序域的邊界。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Reflection;
namespace UnloadDll
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
string callingDomainName = AppDomain.CurrentDomain.FriendlyName;
AppDomain ad = AppDomain.CreateDomain("DLL Unload test");
ProxyObject obj = (ProxyObject)ad.CreateInstanceFromAndUnwrap(@"UnloadDll.exe", "UnloadDll.ProxyObject");
obj.LoadAssembly();
obj.Invoke("loadDllName.ClassName", "methodName", "It's a parameter");
AppDomain.Unload(ad);
obj = null;
Console.ReadLine();
}
}
class ProxyObject : MarshalByRefObject
{
Assembly assembly = null;
public void LoadAssembly()
{
assembly = Assembly.LoadFile(@"loadDllName.dll");
}
public bool Invoke(string fullClassName, string methodName, params Object[] args)
{
if(assembly == null)
return false;
Type tp = assembly.GetType(fullClassName);
if (tp == null)
return false;
MethodInfo method = tp.GetMethod(methodName);
if (method == null)
return false;
Object obj = Activator.CreateInstance(tp);
method.Invoke(obj, args);
return true;
}
}
}
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