Microsoft .NET Framework简介

在上一篇文章中，我们介绍了促使我们研究.NET Framework解决方案的问题。实际上，微软以一种非常聪明的方式实现了我们前面提到的目标点。这就是我们现在要解释的。

.NET构建基块

Microsoft .NET框架具有非常结构化的策略，可简化实现目标的过程。如上图所示，它是建立在三个主要模块：在公共语言运行时，该通用类型系统和公共语言规范。我们将详细讨论每一个。

• **通用类型系统（CTS）：每个编程语言设计者都必须指定它的一个非常重要的属性，称为类型系统。该类型SYSTE m表示其数据类型是由这个编程语言支持（例如整数，字符，花车，..等），我们可以在上面做什么操作。这使我们能够在处理数据时检测错误。例如，对某些数据类型进行非法操作（例如，添加两个布尔值）。
  在MS .NET平台中，CTS规范完全描述了运行时支持的所有可能的数据类型和编程结构。也就是说，要设计一种知道.NET的语言，它必须根据CTS规范支持其类型系统。CTS指定实体之间如何交互以及如何以.NET元数据格式表示实体。也就是说，对象如何通过消息彼此通信，以及如何在元数据中定义消息（将很快讨论）。
  但是，某些.NET语言可能不支持CTS定义的所有功能。因此，为了使一种语言类型安全，我们必须提供CTS的另一种替代方法，即通用语言规范。
• 通用语言规范（CLS）：CLS是一组规则，详细描述了给定.NET意识的编译器必须支持的最小和完整功能集，才能生成可以由CLR托管的代码.NET平台支持的所有语言都可以以统一的方式访问时间。换句话说，CLS是CTS完整功能的子集。
• 公共语言运行时（CLR）：.NET平台的核心是公共语言运行时，又名CLR。它完成了查找，加载和管理.NET类型的所有核心任务。这是CLR要做的非常重要的任务，因为它可以确保写入的类型将根据CLS（或CTS）中定义的内容正确运行。CLR有一个非常重要的模块，称为垃圾收集器。GC是负责管理内存位置的GC，因此不再需要手动进行内存管理。CLR还提供应用程序托管服务。也就是说，CLR现在不再负责直接在计算机中运行代码，而是负责运行应用程序，因此具有CLR的任何平台都可以运行该应用程序（平台独立）。此外，CLR以非常有效的方式处理线程，使我们可以非常轻松地开发并行模块。CLR执行一些安全检查，以确保访问级别和执行特权。
  CLR中的关键组件是mscore.dll，其中包含大量类型，这些类型封装了各种常见的编程任务以及所有.NET语言使用的核心数据类型。mscore.dll的作用当引用了一个程序集以供使用时，也会自动加载mscore.dll，这反过来又加载了所需的程序集。这被称为MS公共对象运行时执行引擎。mscore不仅如此。dll管理这些任务，但它也负责创建自定义类型。也就是说，当我们定义一个新类型（例如，类，结构等）时，CLR（特别是mscore.dll）会为您创建它。

总结前面所有这些块，我们可以定义三个块之间的关系，如下图所示

这促使我们向前迈进了.NET框架的另一个方面，即.NET基类库。

.NET基类库

除了CLR和CTS / CLS规范外，.NET平台还提供了可用于所有.NET编程语言的基类库。与以前的状态一样，我们提到了MFC和ATL，在.NET中，我们有基类库。

基类库提供的服务太多，但是我们可以在上图中总结它们。
– 数据库访问：处理数据库是我们在每个软件应用程序中面临的最重要问题之一。基类库为我们提供了丰富的类集，这些类集非常易于与数据库一起使用。Microsoft为我们提供了Active Data Objects ADO，它使我们能够访问本地和远程关系数据库。ADO在.NET平台中扩展为ADO .NET，它功能更强大。
– 桌面GUI API：为了构建具有丰富图形用户界面的应用程序，我们使用.NET类库中提供的预定义API。现在，使用.NET功能构建由偶数驱动的应用程序非常容易。最近，Microsoft发布了Windows Presentation Foundation（WPF），以支持更多图形界面功能。
– 安全性：这些类的集合使我们能够对某些关键问题执行安全性检查。例如，访问低级系统特权。
– 远程API：用于以安全方式访问远程设备。不仅提供访问，还可以远程控制设备。
– 穿线：使用线程API的集合，现在非常容易构建多线程应用程序。它还可以控制线程同步。
– 文件I / O：使用此类集合，打开，读取和写入文件非常简单。
– Web API：使用ASP.NET方法完成富Web应用程序的构建。它提供了处理客户端服务器应用程序的强大功能。
.NET框架中提供了越来越多的类库。您可以在Microsoft开发人员网络（MSDN）中对其进行调查。

.NET组件

上面几行中，我们提到.NET是支持多种语言的平台。您可以从此处检查.NET支持的所有语言。但是，这实际上是如何实现的？也就是说，.NET如何为所有这些语言提供通用的运行时环境？
这是使用类似上面的技术完成的。每个.NET编译器都会产生相同的输出，中间语言（IL）代码和元数据。这被归为所谓的程序集（ .dll或 .exe）。实际上，如果不共享.NET提供的相同的CLR和CTS / CLS，编译器就无法生成相同的程序集。
现在的问题是：IL和元数据的内容是什么，使得它可以从任何其他支持.NET的语言中使用？

• CIL：与Java字节码相同，源代码未直接编译成机器指令。而是将其编译为将在.NET环境中运行的中间语言。除非绝对必要，否则CIL不会编译为机器指令。您可以使用ildasm.exe或Reflec tor查看任何程序集的CIL代码。只需将要调查的程序集文件（ .dll或 .exe）传递给他们，然后查看结果即可。
• 元数据：详细描述二进制文件中每种类型的特征。
• 清单：包含有关程序集的当前版本的信息，区域性信息（本地化字符串和图像资源）以及程序正确执行所需的外部引用程序集的列表。

以上三个数据段可以组织为单个文件，也可以组织为多个文件，其中多个数据分为模块。

所以 …

所有这些功能组合在一起得出以下情况。
–用您喜欢的任何语言编写源代码（当然，必须支持.NET）。
–将代码传递给适当的.NET编译器。
–生成一个程序集文件，其中包含：CIL，元数据和清单。
– .NET执行引擎使用类加载器运行目标程序集并引用外部类。
–直到被引用，Just In-Time编译器（或Jitter）才会将CIL代码转换为机器指令。
–然后执行平台指令。
下图总结了这种情况

这样就结束了我们对.NET解决方案的介绍。我们标记了.NET平台如何为我们解决所有以前的问题提供了完整的解决方案。重要的是要注意，.NET每次都会得到改进。最新版本是.NET 4.5。