C# 圖解教程 第一章 C#和.NET架構

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 C#和.NET架構在.NET之前
.NET時代.NET架構的組成
大大改進的編程環境編譯成CIL
編譯成機器碼並執行
CLR Common Language Runtime
CLI Common Language Infrastructure
各種縮寫
C#的演化C#和.NET架構在.NET之前

20世紀90年代，微軟平台多數程式員使用VB、C或C++。他們使用的技術都有問題。

技術	問題
純Win32 API	不是物件導向，工作量比MFC大
MFC(Microsoft Foundation Class,微軟基礎類庫)	雖是物件導向，但是不一致，且過於陳舊
COM(Component Object Model,元件物件模型)	雖然概念簡單，但實際代碼複雜醜陋
通病	以上技術都針對傳統型程式開發，與Web編程大相徑庭

由此引出下一代平台的目標

.NET時代

.Net架構特點

• 多平台
• 採用行業標準的通訊協定
• 提供更安全的執行環境

.NET架構的組成

CLR(Common Language Runtime,公用語言運行庫)

• 記憶體管理和記憶體回收
• 代碼安全驗證
• 代碼執行、線程管理及異常處理

編程工具涵蓋編碼和調試所需一切

• Visual Studio IDE
• .Net相容編譯器
• 調試器
• 網站程式開發伺服器端技術，比如ASP.NET或WCF

BCL(Base Class Library,基底類別庫)：.NET架構使用的一個大類庫

大大改進的編程環境

1. 物件導向
2. 自動記憶體回收 
   CLR有GC(Garbage Collector,垃圾收集器)，為你自動管理記憶體。（自動從記憶體中刪除程式不再訪問的對象）
3. 互通性
   • .NET語言允許不同.NET語言編寫的軟體模組無縫互動
     • 一種.NET語言寫的程式可以使用甚至繼承用另一種.NET語言寫得類，只需遵循一定規則
     • 因為能容易的整合不同程式設計語言產生的模組，.NET架構有時被稱為語言無關
   • .NET提供平台叫用(platform invoke,P/Invoke)：允許.NET代碼調用並使用非.NET代碼。它可以使用標準Win32 DLL匯出的純C函數代碼，比如Windows API
   • .NET架構允許與COM互操作：.NET架構組件能調用COM組件，COM組件也能調用.NET組件。
4. 不需要COM 
   擺脫了COM也就能擺脫下面這些東西，但系統中依然使用很多COM組件，所以偶爾還需要編寫代碼與這些組件互動，這將在25章討論
   • IUnknown介面
   • 類型庫
   • 手動引用計數
   • HRESULT
   • 註冊表
5. 簡化的部署
   • .NET程式無需註冊表，意味著最簡單情形下，複製過去就能用。
   • .NET提供並存執行的特性，允許一個DLL的不同版本在同一機器上存在。即每個程式都可訪問程式產生時使用的版本DLL
6. 型別安全 
   CLR檢查並確保參數及其它資料對象的型別安全，不同程式設計語言編寫的組件間也無問題
7. 基底類別庫 
   .NET架構提供一個龐大的基礎類庫(Base Class Library,BCL)。在寫程式時可以使用其中的類
   • 通用基礎類 ： 一組強大的工具，比如檔案操作、字串操作、安全和加密。
   • 集合類 ： 列表、字典、散列表及位元組
   • 線程和同步類 ： 用於建立多線程程式
   • XML類 ： 用於建立、讀取及操作XML文檔

編譯成CIL

• 程式集要麼可執行，要麼是DLL
• 程式集的代碼不是機器碼，而是一種名為CIL(Common Intermediate Laguage,通用中間語言)的中繼語言
• 程式集包含以下內容
  • 程式的CIL
  • 程式中使用的類型的中繼資料
  • 對其它程式集引用的中繼資料

CIL又叫IL(Intermediate Language)或MSIL(Microsoft Intermediate Language)

編譯成機器碼並執行

程式的CIL直到被調用才會被編譯成機器碼。運行時，CLR執行下面的步驟

• 檢查程式集安全特性
• 在記憶體中分配空間
• 把程式集中可執行代碼發送給即時(Just-in-Time,JIT)編譯器，把其中一部分編譯成機器碼

一旦CIL被編譯成機器碼，CLR就在它運行時管理它，執行釋放無主記憶體、檢查數組邊界、檢查參數類型、管理異常等任務。同時兩個術語由此而生

• Managed 程式碼：為.NET架構編寫的代碼，需要CLR
• Unmanaged 程式碼：不在CLR控制下啟動並執行代碼，比如Win32 C/C++ DLL 
  編譯和執行

CLR Common Language Runtime

CLR 在作業系統的頂層，負責管理程式執行 
還提供下列服務

• 自動垃圾收集
• 安全和認證
• 通過訪問BCL(Base Class Livrary,基底類別庫)得到廣泛的編程功能，包括如Web服務和資料服務之類的功能

CLI Common Language Infrastructure

過去由於語言和平台的不同，程式設計語言的內建類型各不相同。 
例如，組成整數的位元對應不同語言和平台就有很大差別。 
為了統一協作，必須有一組標準，這就是CLI(Common Language Infrastructure,通用語言基礎結構)

 
CLI的重要組成部分

1. 公用類型系統 
   CTS(Common Type System,公用類型系統)定義了在Managed 程式碼中一定會使用的類型特徵。
   • 定義了一組豐富的內建類型，以及每種類型固有的、專屬的特性
   • .NET相容程式設計語言的類型通常映射到CTS中已定義內建類型集的某一特殊子集
   • CTS的所有類型都繼承自公用基類-object
   • 使用CTS可確保系統類別型和使用者定義型別能被任何.NET語言相容使用
2. Common Language Specification 
   CLS(Common Language Specification,Common Language Specification)詳細說明了一個.NET相容程式設計語言的規則、屬性、行為，其主題包括資料類型、類結構、參數傳遞。

各種縮寫

C#的演化

版本	焦點特性	章節
5.0	非同步	20
4.0	具名引數和選擇性參數	5
3.0	LINQ	19
2.0	泛型	17
1.0	C#

PS:最後附上本書PDF掃描版

C# 圖解教程 第一章 C#和.NET架構