理解JIT編譯器
JIT編譯器作為CLR的一個(gè)完整的部分將MSIL代碼編譯成本地代碼并且實(shí)時(shí)執行整批代碼。代碼將會(huì )被緩存而下次就會(huì )從緩存中讀取代碼再次編譯執行（翻譯不出來(lái)）
JIT執行進(jìn)程
CLR類(lèi)加載器加載MSIL代碼并且將元數據加載到內存；代碼管理器調用WinMain或DllMain方法。JIT編譯器在其入口方法執行之前編譯這個(gè)方法。代碼管理器將對象放置在內存中并控制代碼的執行。垃圾收集器實(shí)現對管理堆的周期性檢查識別應用程序的無(wú)效對象。
程序執行時(shí)類(lèi)型檢查器確保所有對象和值以及對象和值的引用有其合法的類(lèi)型。類(lèi)型檢查器也保證代碼的唯一合法操作，否則就拋出異常。代碼在運行時(shí)由CLR控制。CLR在以下行為上增強安全性：
- 像硬盤(pán)一樣控制和訪(fǎng)問(wèn)系統資源
- 控制和訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )連接
- 控制和訪(fǎng)問(wèn)其他硬件資源
被管理代碼執行
被管理代碼執行被認為是由CLR執行的進(jìn)程，具體有以下幾個(gè)方面：
- CLR加載MSIL和應用元數據
- CLR執行本地代碼，
- CLR提供自動(dòng)內存管理
- 被管理的執行也實(shí)現JIT編輯
- 封裝類(lèi)型安全，
- 增強安全性
- 處理異常
被管理的執行進(jìn)程
- 被管理代碼是自解釋性的代碼，它在.NET框架中給CLR多運行時(shí)服務(wù)的信息。
- 這些信息在PE文件里以元數據的形式被存儲在MSIL代碼中。元數據信息會(huì )描述代碼包含的類(lèi)型。
- 被管理數據是由垃圾收集器自動(dòng)被分配和釋放的。被管理代碼能被被管理數據理解而非管理數據能被被管理理解。(翻的不正確)
內存管理
- 自動(dòng)內存管理意味著(zhù)當對象創(chuàng )建時(shí)不需要編寫(xiě)代碼分配內存或是當應用程序不需要對象時(shí)釋放內存。
- 自動(dòng)內存管理的進(jìn)程包括下列任務(wù)：
？分配內存
- 當一個(gè)進(jìn)程被初始化時(shí)，運行時(shí)保留了一個(gè)連續的地址空間而不為它分配任何存儲空間。
- 這個(gè)保留的地址空間被叫做托管堆。托管堆在下一個(gè)對象被放置的地方保留了一個(gè)指針。
- 當一個(gè)應用程序使用new操作符創(chuàng )建一個(gè)對象時(shí)，new操作符檢查堆內對象所需的內存是否可用。
- 當下一個(gè)對象創(chuàng )建的時(shí)候，垃圾收集器在托管堆分配內存給對象。
- 在托管堆分配內存給對象的時(shí)間比分配非托管堆內存耗時(shí)要少。
- 在非托管堆中，指向內存的指針在鏈表數據結構中維護。因此，分配內存需要通過(guò)操縱鏈表，尋找能夠容納它的較大的內存塊。（此處原文不全）
- 與訪(fǎng)問(wèn)非托管內存相比你能更快地訪(fǎng)問(wèn)托管內存的對象，因為在托管內存分配時(shí)，對象總是在托管的地址空間中分配。
？釋放內存
？分配內存
- 當一個(gè)進(jìn)程被初始化時(shí)，運行時(shí)保留了一個(gè)連續的地址空間而不為它分配任何存儲空間。
- 這個(gè)保留的地址空間被叫做托管堆。托管堆在下一個(gè)對象被放置的地方保留了一個(gè)指針。
- 當一個(gè)應用程序使用new操作符創(chuàng )建一個(gè)對象時(shí)，new操作符檢查堆內對象所需的內存是否可用。
- 當下一個(gè)對象創(chuàng )建的時(shí)候，垃圾收集器在托管堆分配內存給對象。
- 在托管堆分配內存給對象的時(shí)間比分配非托管堆內存耗時(shí)要少。
- 在非托管堆中，指向內存的指針在鏈表數據結構中維護。因此，分配內存需要通過(guò)操縱鏈表，尋找能夠容納它的較大的內存塊。（此處原文不全）
- 與訪(fǎng)問(wèn)非托管內存相比你能更快地訪(fǎng)問(wèn)托管內存的對象，因為在托管內存分配時(shí)，對象總是在托管的地址空間中分配。
？釋放內存
- 垃圾收集器周期性地應用程序不再需要的對象中釋放內存。
- 每個(gè)應用程序有一組根指針的集合。根指針指向在托管堆存儲位置。每個(gè)根指針或者引用托管堆中的一個(gè)對象或是被置成空。
- 一個(gè)應用程序的根指針由線(xiàn)程棧上的全局靜態(tài)指針，局部變量和引用對象參數組成。
- JIT編譯器和運行時(shí)維護應用程序根指針的列表。垃圾收集器使用這個(gè)列表創(chuàng )建從根指針列表中獲得的在托管堆中的對象圖表。
- 當垃圾收集器開(kāi)始運行，它把在托管堆中的所有對象都看作垃圾。
- 垃圾收集器通過(guò)應用程序中一些根的集合列表操作，這個(gè)列表定義了在應用程序根的集合列表中有相應的引用的對象并對可獲得的對象標記。
- 垃圾收集器也把這樣的對象作為可獲得對象。（不知道是什么意思）
- 垃圾收集器認為所有托管堆中不可獲得的對象是垃圾。
- 垃圾收集器通使用收集進(jìn)程釋放垃圾對象空間。
- 垃圾收集器使用內存復制功能來(lái)壓縮托管堆中的對象。
- 垃圾收集器更新應用程序中根的集合列表中的指針，使得指向較早的應用程序根指針正確指向對象。
- 垃圾收集器使用高度優(yōu)化的機制完成垃圾收集。它把托管堆中的對象分為三級：0、1、和2。第0級包括最近被創(chuàng )建的對象。
- 垃圾收集器開(kāi)始在第0級收集不可獲得的對象。接著(zhù)，垃圾收集器緊縮內存并將可獲得對象提升為第1級。
- 垃圾收集器在第1級和第2級搜索不可獲得的對象，僅當通過(guò)第0級對象的收集進(jìn)程釋放的內存不足以創(chuàng )建一個(gè)新的對象時(shí)。
- 垃圾收集器為所有應用程序創(chuàng )建的托管對象管理內存。
- 垃圾收集器能通過(guò)在對象等Dispose方法中提供清除代碼來(lái)顯式釋放這些系統資源。
- 我們在對象完成工作后需要顯式調用Dispose方法。
？實(shí)現完成器
- 完成器進(jìn)程允許一個(gè)對象在垃圾收集器啟動(dòng)之前完成清理工作。
- Finalize方法確保了即使客戶(hù)沒(méi)有顯式調用Dispose方法，所使用的資源在對象被垃圾收集時(shí)也會(huì )從內存被釋放。
- 在垃圾收器集進(jìn)行垃圾收集時(shí)識別對象是垃圾后，它在釋放內存前調用對象的Finalize方法。
- 完成器是包含在對象收集之前被執行的清理代碼的方法。執行清理代碼的進(jìn)程被叫做終結。Dispose和Finalize方法被叫做完成器。
- 對象的Dispose方法會(huì )釋放所有資源，包括它的父對象擁有的資源通過(guò)調用父對象的Dispose方法。
- 我們有兩個(gè)方法執行Dispose方法：
- 類(lèi)用戶(hù)能夠調將被銷(xiāo)毀對象的Dispose方法，或者
- Finalize方法能在終結過(guò)程中調用Dispose方法。
理解.NET框架的角色
.NET框架有兩個(gè)組要的組件：公共語(yǔ)言運行時(shí)（CLR）和.NET框架類(lèi)庫。公共語(yǔ)言運行時(shí)是.NET框架的基礎。CLR 在運行時(shí)管理代碼，提供像內存管理，線(xiàn)程管理和remoting之類(lèi)的核心服務(wù)，同時(shí)也加強嚴格的類(lèi)型安全和促進(jìn)代碼正確來(lái)確保程序的安全性和健壯性（魯棒性）。代碼管理的概念是CLR的基本原則。針對CLR的代碼被認為是可管理的代碼，而不是針對CLR的代碼則被認為是不可管理的代碼。
類(lèi)庫是.NET框架的一個(gè)完整的組件， 包括可重用類(lèi)的面向對象集合，它使我們能用來(lái)開(kāi)發(fā)應用程序包括傳統的命令行或是任何像Windows窗體，ASP. NET Web窗體和新近發(fā)明的XML Web 服務(wù)的Windows服務(wù)這樣的圖形用戶(hù)接口（GUI）。
歐洲計算機制造商協(xié)會(huì )（ECMA）標準定義了通用語(yǔ)言規范（CLS）；這加強了軟件開(kāi)發(fā)語(yǔ)言能夠進(jìn)行互操作。按照CLS編寫(xiě)的代碼應該能和另一個(gè)符合CLS語(yǔ)言的代碼一起編譯。因為由符合CLS語(yǔ)言支持的代碼將會(huì )被編譯成中間語(yǔ)言（IL）代碼。CLR引擎執行IL代碼。這保證了符合CLS語(yǔ)言的互用性。微軟.NET框架支持的語(yǔ)言有Microsoft Visual Basic .NET, Microsoft Visual C#, Microsoft Visual C++ .NET, and Microsoft Visual J# .NET.
語(yǔ)言編譯器生成中間語(yǔ)言代碼，叫做微軟中間語(yǔ)言（MSIL），它使不同可互操作的.NET語(yǔ)言編寫(xiě)程序。
ECMA標準，公共語(yǔ)言架構（CLI），定義了IL代碼需要執行的基礎架構的規范。CLI提供一個(gè)公共類(lèi)型系統（CTS）和像類(lèi)型安全，可管理的代碼執行和side by side執行的服務(wù)。
圖1.微軟.NET框架的ECMA標準
.NET框架提供基礎架構和服務(wù)。CLI規范.它們包括：
公共語(yǔ)言運行時(shí)：
CLR包括CLI
CLR也提供.NET應用程序的執行環(huán)境
公共類(lèi)型系統:
提供數據類(lèi)型，值，對象類(lèi)型。這使得開(kāi)發(fā)人員能用不同的語(yǔ)言開(kāi)發(fā)應用程序。.NET語(yǔ)言共享CTS意味著(zhù)所有在應用程序中的類(lèi)型在CLI類(lèi)型定義中是一樣的。
類(lèi)型安全：
.NET框架在值和對象上執行操作，因為.NET框架需要知道每個(gè)值和對象的類(lèi)型并且引用值和對象類(lèi)型。
可管理的代碼執行
.NET框架管理執行.NET應用程序時(shí)對象的狀態(tài)。
.NET框架自動(dòng)分配內存并提供來(lái)機收集機制來(lái)重新分配內存
Side-by-side執行
.NET框架通過(guò)使用不同版本的裝配器允許同一應用程序的不同版本運行在同一機器上。裝配器由IL代碼和元數據組成。元數據決定應用程序的依賴(lài)關(guān)系。通過(guò)這個(gè)，.NET框架運行時(shí)能執行多種版本裝配器并且解決遺留的開(kāi)發(fā)環(huán)境的主要問(wèn)題。那就是DLL HELL？
.NET裝配器
圖2 Side-by-side執行
圖1.微軟.NET框架的ECMA標準
.NET框架提供基礎架構和服務(wù)。CLI規范.它們包括：
公共語(yǔ)言運行時(shí)：
CLR包括CLI
CLR也提供.NET應用程序的執行環(huán)境
公共類(lèi)型系統:
提供數據類(lèi)型，值，對象類(lèi)型。這使得開(kāi)發(fā)人員能用不同的語(yǔ)言開(kāi)發(fā)應用程序。.NET語(yǔ)言共享CTS意味著(zhù)所有在應用程序中的類(lèi)型在CLI類(lèi)型定義中是一樣的。
類(lèi)型安全：
.NET框架在值和對象上執行操作，因為.NET框架需要知道每個(gè)值和對象的類(lèi)型并且引用值和對象類(lèi)型。
可管理的代碼執行
.NET框架管理執行.NET應用程序時(shí)對象的狀態(tài)。
.NET框架自動(dòng)分配內存并提供來(lái)機收集機制來(lái)重新分配內存
Side-by-side執行
.NET框架通過(guò)使用不同版本的裝配器允許同一應用程序的不同版本運行在同一機器上。裝配器由IL代碼和元數據組成。元數據決定應用程序的依賴(lài)關(guān)系。通過(guò)這個(gè)，.NET框架運行時(shí)能執行多種版本裝配器并且解決遺留的開(kāi)發(fā)環(huán)境的主要問(wèn)題。那就是DLL HELL？
.NET裝配器
圖2 Side-by-side執行
理解.NET框架CLR
公共語(yǔ)言運行時(shí)：
- CLR把應用程序編譯成有運行時(shí)，把IL代碼編譯成本地代碼，執行代碼
- 內存管理
- 類(lèi)型安全
- 增強安全
- 異常管理
- 線(xiàn)程支持
- 調試支持
理解.NET框架CLR的體系結構
理解.NET框架CLR的體系結構
- 類(lèi)加載器，將類(lèi)加載到CLR。
- MSIL到本地代碼的編譯，將把MSIL轉變成本地代碼。
- 代碼管理器，它在代碼執行期間進(jìn)行管理。
- 內存分配和垃圾收集，表現為自動(dòng)內存管理。
- 安全的引擎，使用微軟提供的工具和在控制面板對.NET框架配置加強安全限制包括代碼級安全、文件及機器級安全。
- 類(lèi)型檢查器，增強強類(lèi)型檢查。
- 線(xiàn)程支持，提供對應用程序的多線(xiàn)程支持。
- 異常管理器，提供對運行時(shí)異常處理的機制。
- 調試引擎，允許開(kāi)發(fā)者調試應用程序的不同類(lèi)型。
- COM配置，允許.NET應用程序與COM應用程序交換數據。
- 基類(lèi)庫支持，提供應用程序運行時(shí)所需的類(lèi)。
公共語(yǔ)言運行時(shí)的特征
CLR有以下特征：
線(xiàn)程執行支持 代碼執行 代碼安全檢查 編譯 基于信任的代碼安全（對執行代碼的授權。代碼級，文件級，機器級）這些特征對運行在公共語(yǔ)言運行時(shí)的可管理代碼來(lái)說(shuō)是固有的。 理解CLR
為了執行程序并且獲得可管理執行環(huán)境的所以好處，我們用CLS支持的.NET框架語(yǔ)言編寫(xiě)代碼。語(yǔ)言編譯器將源代碼編譯成由CPU相關(guān)的代碼和平臺相關(guān)的指令組成的MSIL代碼。MSIL有下列組成：
- 能夠執行算術(shù)和邏輯運算的指令。
- 直接訪(fǎng)問(wèn)內存。
- 控制執行流
- 處理異常
MSIL代碼能夠在執行前被編譯成特定CPU指令，CLR所需要代碼的信息只有元數據。元數據描述代碼并且定義代碼類(lèi)型包括引用代碼在運行期用到的其他類(lèi)型。
一個(gè)裝配器由精簡(jiǎn)的可執行文件組成。當執行PE文件的時(shí)候類(lèi)加載器價(jià)載MSIL代碼而元數據把精簡(jiǎn)的可執行文件編成運行時(shí)內存。
PE文件執行之前它將代碼傳遞到本地代碼編譯器進(jìn)行編譯，IL到本地代碼的編譯是有JIT編譯器完成的。因為不同的CPU架構和編譯器 IL代碼到本地指令。
CLR的特點(diǎn)
- 被管理的多線(xiàn)程支持和線(xiàn)程監控。應用程序域包括一個(gè)或多個(gè)執行線(xiàn)程。
- 管理不安全代碼的互用性，和COM配置。
- 結構化的異常處理機制
- 基礎架構和被管理執行進(jìn)程，內存管理和垃圾收集
CLR的結構
CLR的特點(diǎn)
- 被管理的多線(xiàn)程支持和線(xiàn)程監控。應用程序域包括一個(gè)或多個(gè)執行線(xiàn)程。
- 管理不安全代碼的互用性，和COM配置。
- 結構化的異常處理機制
- 基礎架構和被管理執行進(jìn)程，內存管理和垃圾收集
CLR的結構
為了執行程序并且獲得可管理執行環(huán)境的所以好處，我們用CLS支持的.NET框架語(yǔ)言編寫(xiě)代碼。語(yǔ)言編譯器將源代碼編譯成由CPU相關(guān)的代碼和平臺相關(guān)的指令組成的MSIL代碼。MSIL有下列組成：
- 能夠執行算術(shù)和邏輯運算的指令。
- 直接訪(fǎng)問(wèn)內存。
- 控制執行流
- 處理異常
MSIL代碼能夠在執行前被編譯成特定CPU指令，CLR所需要代碼的信息只有元數據。元數據描述代碼并且定義代碼類(lèi)型包括引用代碼在運行期用到的其他類(lèi)型。
一個(gè)裝配器由精簡(jiǎn)的可執行文件組成。當執行PE文件的時(shí)候類(lèi)加載器價(jià)載MSIL代碼而元數據把精簡(jiǎn)的可執行文件編成運行時(shí)內存。
PE文件執行之前它將代碼傳遞到本地代碼編譯器進(jìn)行編譯，IL到本地代碼的編譯是有JIT編譯器完成的。因為不同的CPU架構和編譯器 IL代碼到本地指令。
CLR的特點(diǎn)
- 被管理的多線(xiàn)程支持和線(xiàn)程監控。應用程序域包括一個(gè)或多個(gè)執行線(xiàn)程。
- 管理不安全代碼的互用性，和COM配置。
- 結構化的異常處理機制
- 基礎架構和被管理執行進(jìn)程，內存管理和垃圾收集
CLR的結構
CLR的特點(diǎn)
- 被管理的多線(xiàn)程支持和線(xiàn)程監控。應用程序域包括一個(gè)或多個(gè)執行線(xiàn)程。
- 管理不安全代碼的互用性，和COM配置。
- 結構化的異常處理機制
- 基礎架構和被管理執行進(jìn)程，內存管理和垃圾收集
CLR的結構
CLR有以下特征：
線(xiàn)程執行支持 代碼執行 代碼安全檢查 編譯 基于信任的代碼安全（對執行代碼的授權。代碼級，文件級，機器級）這些特征對運行在公共語(yǔ)言運行時(shí)的可管理代碼來(lái)說(shuō)是固有的。 理解CLR
為了執行程序并且獲得可管理執行環(huán)境的所以好處，我們用CLS支持的.NET框架語(yǔ)言編寫(xiě)代碼。語(yǔ)言編譯器將源代碼編譯成由CPU相關(guān)的代碼和平臺相關(guān)的指令組成的MSIL代碼。MSIL有下列組成：
- 能夠執行算術(shù)和邏輯運算的指令。
- 直接訪(fǎng)問(wèn)內存。
- 控制執行流
- 處理異常
MSIL代碼能夠在執行前被編譯成特定CPU指令，CLR所需要代碼的信息只有元數據。元數據描述代碼并且定義代碼類(lèi)型包括引用代碼在運行期用到的其他類(lèi)型。
一個(gè)裝配器由精簡(jiǎn)的可執行文件組成。當執行PE文件的時(shí)候類(lèi)加載器價(jià)載MSIL代碼而元數據把精簡(jiǎn)的可執行文件編成運行時(shí)內存。
PE文件執行之前它將代碼傳遞到本地代碼編譯器進(jìn)行編譯，IL到本地代碼的編譯是有JIT編譯器完成的。因為不同的CPU架構和編譯器 IL代碼到本地指令。
CLR的特點(diǎn)
- 被管理的多線(xiàn)程支持和線(xiàn)程監控。應用程序域包括一個(gè)或多個(gè)執行線(xiàn)程。
- 管理不安全代碼的互用性，和COM配置。
- 結構化的異常處理機制
- 基礎架構和被管理執行進(jìn)程，內存管理和垃圾收集
CLR的結構
CLR的特點(diǎn)
- 被管理的多線(xiàn)程支持和線(xiàn)程監控。應用程序域包括一個(gè)或多個(gè)執行線(xiàn)程。
- 管理不安全代碼的互用性，和COM配置。
- 結構化的異常處理機制
- 基礎架構和被管理執行進(jìn)程，內存管理和垃圾收集
CLR的結構
為了執行程序并且獲得可管理執行環(huán)境的所以好處，我們用CLS支持的.NET框架語(yǔ)言編寫(xiě)代碼。語(yǔ)言編譯器將源代碼編譯成由CPU相關(guān)的代碼和平臺相關(guān)的指令組成的MSIL代碼。MSIL有下列組成：
- 能夠執行算術(shù)和邏輯運算的指令。
- 直接訪(fǎng)問(wèn)內存。
- 控制執行流
- 處理異常
MSIL代碼能夠在執行前被編譯成特定CPU指令，CLR所需要代碼的信息只有元數據。元數據描述代碼并且定義代碼類(lèi)型包括引用代碼在運行期用到的其他類(lèi)型。
一個(gè)裝配器由精簡(jiǎn)的可執行文件組成。當執行PE文件的時(shí)候類(lèi)加載器價(jià)載MSIL代碼而元數據把精簡(jiǎn)的可執行文件編成運行時(shí)內存。
PE文件執行之前它將代碼傳遞到本地代碼編譯器進(jìn)行編譯，IL到本地代碼的編譯是有JIT編譯器完成的。因為不同的CPU架構和編譯器 IL代碼到本地指令。
CLR的特點(diǎn)
- 被管理的多線(xiàn)程支持和線(xiàn)程監控。應用程序域包括一個(gè)或多個(gè)執行線(xiàn)程。
- 管理不安全代碼的互用性，和COM配置。
- 結構化的異常處理機制
- 基礎架構和被管理執行進(jìn)程，內存管理和垃圾收集
CLR的結構
CLR的特點(diǎn)
- 被管理的多線(xiàn)程支持和線(xiàn)程監控。應用程序域包括一個(gè)或多個(gè)執行線(xiàn)程。
- 管理不安全代碼的互用性，和COM配置。
- 結構化的異常處理機制
- 基礎架構和被管理執行進(jìn)程，內存管理和垃圾收集
CLR的結構
- 基類(lèi)庫支持支持所有使用.NET語(yǔ)言來(lái)支持基本功能性的基類(lèi)。
- COM配置支持COM對象間數據的重組。
- 異常管理支持使用try catch finally語(yǔ)句塊在運行時(shí)處理錯誤。
- 安全引擎在運行時(shí)加強安全規則。
- 類(lèi)型檢查器在運行時(shí)作類(lèi)型安全檢查。
- 調試引擎支持運行時(shí)調試。
- 代碼管理器管理運行時(shí)被管理代碼
- IL到本地代碼編譯器將MSIL代碼編譯成機器相關(guān)的本地代碼
- 垃圾收集器支持內存管理并支持清理運行時(shí)廢棄的內存。
- 類(lèi)加載器在運行時(shí)加載類(lèi)。
