第一章?? Microsoft .NET框架开发平台体系结构
一、???????????? 将源代码编译为托管模块:
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1、? CLR的存在是得我们可以选择适合表达逻辑的语言,只要存在相应得编译器将代码编译成为面向CLR的代码即可,结果成为托管模块。
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2、? 托管模块(managed module):是一个需要CLR才能执行的标准windows可移植可执行文件(portable executable:PE),组成:
1)??????? PE表头:指出文件类型,文件的时间标记
2)??????? CLR表头:CLR版本,托管模块入口、元数据、资源、强命名、标记等信息
3)??????? 元数据:源代码中定义、引用的类型和成员
4)??????? 中间语言(IL)代码
关于元数据:
l???????? 总与IL代码同步
l???????? 省去源代码编译时对头文件和库文件的需求
l???????? Visual Studio .NET利用之进行智能感知,辅助编码
l???????? 用于CLR的代码验证
l???????? 序列化及反序列化对象
l???????? 垃圾收集器可以追踪对象的生存期
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二、???????????? 将托管模块组合为程序集
关于程序集的理解:暂歇
三、加载通用语言运行时
1、? 通过在%window%\system32目录下查找MSCorEE.dll文件来判断一个机器中是否安装了.NET框架;而框架的版本可从注册表下的子键:
HKEY_LOCAL_MACHINE \ SOFTWARE \ Microsoft \ .NETFramework \ policy中查看
2、当生成一个EXE程序集时,编译器/链接器会产生一些特殊的信息,并将它们嵌入到结果程序集的PE文件表头及其各个组成文件的.text部分。当EXE文件被调用时,这些特殊的信息将导致CLR被加载并初始化。CLR随后会定位至应胜程序的入口点方法,从面以此来启动应用程序。
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类似地,如果是一个非托管应用程序通过调用LoadLibrary来加载一个托管程序集,那么该托管程序集DLL的入口点函数也会知道去加载CLR来处理包含在其中的代码
3、? 其他诸如EXE程序集或DLL程序集如何被执行的过程,可在考察普通Windows PE文件的执行过程后进行比较以明确执行过程
四、执行程序集代码
1、? IL代码:一种面向对象的机器语言。可以理解对象类型,包含高级指令:创建和初始化对象、调用对象上的虚方法、直接操作数组元素、抛出和捕获异常;
IL汇编语言能获取CLR的所有功能,其他高级语言智能获取其中的一个子集;
IL代码独立于CPU平台,执行时要先被即时编译器(Just In Time Compiler)编译;
微软提供的IL汇编器:ILAsm.exe 反汇编器:ILDasm.exe。
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2、? IL代码执行过程:
以下面代码段为例:
??????? static void Main()
??????? {
?????????????? Console.WriteLine(“Hello”);
?????????????? Console.WriteLine(“GoolBye”);
}
?0)代码被执行之前:
???? CLR首先检测Main中代码所引用到的所有类型,并分配一个数据结构记录该类型,数据结构为类型的每个方法分配一个对应条目,记录该方法实现代码的地址;初始化该结构时,各方法被设置为CLR内部的一个函数(未定义的函数)
1)??????? 第一次被执行时
当上述结构中某函数被调用时,JITComplier由该函数的类型及地址信息在程序集的元数据中找到其IL代码的位置,把这些IL代码验证并编译成本地CPU指令这些CPU指令被保存在一个动态分配的内存中,而a)步骤中数据结构中被调用方法的地址则被替换为包含本地CPU指令的地址。
2)??????? 第二次被执行时
若被调用的函数已经被验证并编译过,则直接从内存中调用之
若没有被调用则重复第一次被执行时的情况
3、? 性能
托管代码可能比非托管代码效率更好的理由:
l???????? JIT编译器可检测到新型CPU并产生为这些CPU提供的特殊指令,以优化执行效率
l???????? JIT编译器可检测到总是返回错误的布尔测试,对于其所办函的代码段不产生CPU指令,以使得代码量更小,执行效率更高。
l???????? CLR在运行时有针对性地重新编译某些IL代码,重新组织以提高分支预测的成功率。
4、? NGen.exe提供折中方案,为IL代码提供预编译版本,以避免运行时编译。
5、? IL代码验证:
--被验证为“不安全”的代码将抛出System.Security.VerificationException异常
--代码验证使得可以在一个windows进程中可以运行多个 托管应用程序
更多的讨论在20章
五、.NET框架类库(FCL)
CLR和FCL允许开发人员创建以下几种应用程序:
l???????? XML Web服务
l???????? Web窗体
l???????? Windows窗体
l???????? Windows控制台应用程序
l???????? Window服务
l???????? 组件库
制作特定的应用程序,关键是对相应得FCL的熟悉,那么首先对.NET Framework熟悉了吧。
六、通用类型系统(Common Type System)
描述了CLR中类型的规范
类型的成员组成:
l???????? 字段:表明对象的状态
l???????? 方法:用来改变状态
l???????? 属性:提供对状态访问时输入参数验证、状态有效性检验及必要的求值运算等功能
l???????? 事件:对象间的通知机制
类型可见性和访问类型成员的一些规则:
l???????? Private:只能被同一类型中的代码访问
l???????? Family:可以被派生类中的代码调用,而不管是否位于同一个程序集中
l???????? Family与Assembly:只能被位于同一个程序集中的派生类代码调用
l???????? Assembly:只能被同一个程序集中的代码调用
l???????? Family或Assembly:能被任何程序集中的派生类代码调用,也可以被同一程序集中的任何类型调用
l???????? Public:可被任何程序集中的任何代码调用
七、通用语言规范(Common Language Specification)
为使一种语言创建的类型能被其他语言无缝访问,微软定义了通用语言规范(CLS)。CLR/CTS支持的特性比CLS定义的丰富得多,实际上不同的语言实现了CLR/CTS特性的一个子集,而CLS则是所有语言特性的交集(一个最小特性集合)。
因此只有遵循CLS的类型才能被其他语言访问、应用,C#中使用:
[assembly:CLSCompliant(true)]
迫使编译器确保在公共导出类型中,剔除不符合CLS的部分。
八、与非托管代码互操作
为避免重新实现所有现有代码,CLR被设计成包含托管部分和非托管部分,CLR支持三种互操作情形:
l???????? 托管代码调用DLL中的非托管函数
l???????? 托管代码使用现存的COM组件
l???????? 非托管代码使用托管类型
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