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CLR(公共語(yǔ)言運行時(shí),Common Language Runtime)
CLR(公共語(yǔ)言運行時(shí),Common Language Runtime)和Java虛擬機一樣也是一個(gè)運行時(shí)環(huán)境,它負責資源管理(內存分配和垃圾收集),并保證應用和底層操作系統之間必要的分離。
  為了提高平臺的可靠性,以及為了達到面向事務(wù)的電子商務(wù)應用所要求的穩定性級別,CLR還要負責其他一些任務(wù),比如監視程序的運行。按照.NET的說(shuō)法,在CLR監視之下運行的程序屬于“受管理的”(managed)代碼,而不在CLR之下、直接在裸機上運行的應用或者組件屬于“非受管理的”(unmanaged)的代碼。
  CLR將監視形形色色的常見(jiàn)編程錯誤,許多年來(lái)這些錯誤一直是軟件故障的主要根源,其中包括:訪(fǎng)問(wèn)數組元素越界,訪(fǎng)問(wèn)未分配的內存空間,由于數據體積過(guò)大而導致的內存溢出,等等。
  然而,這種對受管理代碼的運行監視是有代價(jià)的。雖然當前還不可能精確地得到監視程序運行所需要的開(kāi)銷(xiāo),但從當前Beta測試版的性能表現來(lái)看,正如Microsoft所承認的那樣,我們可以預料由它導致的性能降低程度至少達到10%。當然,如果監視程序運行能夠將穩定性和可用性提高到一個(gè)新的檔次,我們可以懷疑10%的性能降低是否還可以稱(chēng)為一件壞事……
  在處理器性能改善方面,摩爾定律已經(jīng)一再被證明是正確的。既然如此,我們要得到一臺性能增加了10%的服務(wù)器要等待多長(cháng)時(shí)間呢。

另有:CLR 公用語(yǔ)言運行時(shí)

  Common Language Runtime
  .NET提供了一個(gè)運行時(shí)環(huán)境,叫做公用語(yǔ)言運行時(shí)(Common Language Runtime),是一種多語(yǔ)言執行環(huán)境,支持眾多的數據類(lèi)型和語(yǔ)言特性。他管理著(zhù)代碼的執行,并使開(kāi)發(fā)過(guò)程變得更加簡(jiǎn)單。這是一種可操控的執行環(huán)境,其功能通過(guò)編譯器與其他工具共同展現。
  依靠一種以運行時(shí)為目標的編譯器開(kāi)發(fā)的代碼叫做可操控代碼。
  元數據:為了使運行時(shí)環(huán)境可以向可操控代碼提供服務(wù),語(yǔ)言編譯器需要產(chǎn)生一種元數據,它將提供在使用語(yǔ)言中的類(lèi)型、成員、引用的信息。運行時(shí)環(huán)境使用元數據定位并載入類(lèi),在內存中展開(kāi)對象實(shí)例,解決方法調用,產(chǎn)生本地代碼,強制執行安全性,并建立運行時(shí)環(huán)境的邊界。
  可操控執行的含義:對象在執行的過(guò)程中完全被運行時(shí)環(huán)境所控制。運行時(shí)環(huán)境提供以下服務(wù):自動(dòng)內存管理、調試支持、增強的安全性及與非可操控性代碼的互操作性。條件:1、選擇以運行時(shí)為目標的語(yǔ)言編譯器,如VB、C#;2、在組件的輸出類(lèi)型中使用CLR要求的語(yǔ)言特性。

編輯本段跨語(yǔ)言集成的能力

  CLR包含了一個(gè)豐富的語(yǔ)言特性集,保證了它與各種程序設計語(yǔ)言的兼容性。這一特性集即公用語(yǔ)言規范,稍后將對其進(jìn)行詳細說(shuō)明。

編輯本段內存管理自動(dòng)化

  在執行過(guò)程中管理應用程序的資源是一項單調而困難的工作。它會(huì )將你的注意力從你本應解決的問(wèn)題中引開(kāi)。而垃圾收集機制完全解決了程序員在編程過(guò)程中頭痛的問(wèn)題,跟蹤內存的使用,并知道何時(shí)將它們釋放。
  在面向對象的環(huán)境中,每種類(lèi)型都標識了對你的應用程序有用的某種資源。為了使用這些資源,你需要為類(lèi)型分配內存。在應用中,訪(fǎng)問(wèn)一種資源要通過(guò)以下步驟:
 ?。?)為類(lèi)型分配內存。
 ?。?)初始化內存,設置資源的初始狀態(tài)并使其可用。
 ?。?)通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)該類(lèi)型的實(shí)例成員來(lái)訪(fǎng)問(wèn)資源。
 ?。?)卸下將被清除的資源狀態(tài)。
 ?。?)釋放內存。
  這一看似簡(jiǎn)單的過(guò)程在實(shí)際的編程中是產(chǎn)生錯誤的主要來(lái)源之一。更可怕的是:內存中的錯誤往往導致不可預見(jiàn)的結果。如果你有過(guò)編程的經(jīng)驗,想想看,有多少次你的程序因為內存訪(fǎng)問(wèn)錯誤而崩潰?
  CLR要求所有的資源從可操控的堆(注:在此指一種內存結構)中分配。當一個(gè)進(jìn)程被初始化后,CLR保留了一個(gè)未被分配的地址空間。這一區域叫做可操控堆。在堆中保持了指向下一個(gè)將被分配給對象的堆地址的指針(NEXT)。
  初始狀態(tài)下,該指針是保留地址空間的基地址。一個(gè)應用使用新的操作產(chǎn)生對象。此操作首先檢查新對象需要字節的大小是否會(huì )超出保留空間。如果對象大小合適,指向下一個(gè)地址的指針將指向堆中的這個(gè)對象,該對象的構造器被調用,新的操作返回對象的地址。
  當一個(gè)應用請求建立一個(gè)對象時(shí),地址空間可能不夠大。堆將發(fā)現這一點(diǎn)(通過(guò)將新對象的大小與NEXT指針相加,并與堆的大小進(jìn)行比較),這時(shí)垃圾收集器就將被調用。在這里,CLR引入了“代”的概念。代,指堆中對象產(chǎn)生的先后。這樣,垃圾收集器在將發(fā)生溢出時(shí)回收屬于特定的“代”的對象,而不是回收堆中的所有對象。
 ?。?)即時(shí)編譯
  在各種語(yǔ)言的編譯器對源代碼進(jìn)行編譯之后,在CLR環(huán)境中產(chǎn)生的是中間代碼(出于兼容性與跨語(yǔ)言集成的考慮),其內容雖然有效,但在轉化為本地代碼之前它本身是不可執行的。這就是JIT編譯器需要完成的工作。
  這里需要說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題:為什么要即時(shí)編譯,而不是一次性的將中間代碼文件進(jìn)行編譯?答案很簡(jiǎn)單:原因在于效率。在大型的應用中,你很少會(huì )用到程序的全部功能,這種邊執行邊編譯的措施比一次性的完全編譯效率更高。

編輯本段CLR帶有三個(gè)不同的JIT編譯器

  在Windows平臺中,CLR帶有三個(gè)不同的JIT編譯器:
 ?。?)缺省的編譯器---主編譯器,由它進(jìn)行數據流分析并輸出經(jīng)過(guò)優(yōu)化的本地代碼,所有的中間代碼指令均可被它處理。
 ?。?)PREJIT,它建立在主JIT編譯器之上。其運行方式更象一個(gè)傳統的編譯器:每當一個(gè).NET組件被安裝時(shí)它就運行。
 ?。?)ECONOJIT,在并不充分優(yōu)化的前提下,它能夠快速完成IL代碼到本地碼的轉換,編譯速度與運行速度都非???。
  為了配合編譯器的工作,在.NET SDK的安裝路徑下的/bin目錄中有一個(gè)負責管理JIT的應用程序:jitman.exe。具體的使用參見(jiàn)聯(lián)機幫助。

編輯本段解決版本與發(fā)布問(wèn)題。

  在當前以組件為基礎的系統中,開(kāi)發(fā)人員和用戶(hù)對于軟件版本和發(fā)布中存在的問(wèn)題已經(jīng)十分熟悉了。當我們安裝一個(gè)新的應用之后,我們很可能發(fā)現原本正常的某個(gè)應用程序奇怪的停止了工作。絕大多數開(kāi)發(fā)人員將時(shí)間花在了確保所有注冊表入口的一致性,以便激活COM類(lèi)上。這就是所謂的“DLL地獄”。
  .NET平臺通過(guò)使用集合來(lái)解決這一問(wèn)題。在這里,“集合”是一個(gè)專(zhuān)有名詞,指類(lèi)型與資源的發(fā)布單元,在很大程度上它等同于今天的DLL。正象.NET用元數據描述類(lèi)型一樣,它也用元數據描述包含類(lèi)型的集合。
  通常說(shuō)來(lái),集合由四個(gè)部分組成:集合的元數據(集合的內部清單)、元數據描述的類(lèi)型、實(shí)現類(lèi)型的中間語(yǔ)言代碼和一組資源。在一個(gè)集合中,以上四個(gè)部分并不是都必須存在,但是,集合中必須包含類(lèi)型或資源,這樣集合才有意義。
  在.NET中一個(gè)基本的設計方針是使用孤立的組件。一個(gè)孤立的集合的含義是指一個(gè)集合只能被一個(gè)應用所訪(fǎng)問(wèn)。在一臺機器上,它不被多個(gè)應用共享,也不會(huì )受其它應用程序對系統的更改的影響?!肮铝ⅰ辟x予了開(kāi)發(fā)人員在自己的程序中對代碼的完全控制權。
  任何共享代碼都需要被明確地標識。同時(shí),.NET框架也支持共享集合的概念。一個(gè)共享集合指在一臺機器上被多個(gè)應用共享的集合。共享集合需要嚴格地命名規定。
  有了.NET,應用程序間的共享代碼是明確定義的。共享集合需要一些額外的規則來(lái)避免我們今天遇到的共享沖突問(wèn)題。共享代碼必須有一個(gè)全局唯一的名稱(chēng),系統必須提供名稱(chēng)保護,并在每當引用共享集合時(shí),CLR將對版本信息進(jìn)行檢查。
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