C#中CLR（通用語言執行平台）與IL（中間代碼）

.net平台中的CLR

首先要說明的是，.NET平台與C#不是一回事 它是C#,VB.net等程式啟動並執行平台。

CLR是通用語言執行平台，是 .NET Framework的重要組成部分。它提供了記憶體管理、線程管理和異常處理等服務，而且還負責對代碼實施嚴格的型別安全檢查，保證了代碼的正確性。

事實上，型別安全(Type Checker)、記憶體回收（Garbage Collector）、異常處理(Exception Manager)、向下相容(COM Marshaler)等很多C#中的特性都是由CLR來提供的。

什麼是IL

.NET Framework是架構在Windows平台上的一個虛擬運行平台，你可以想象將最下層Windows換做其他的作業系統，例如說Linux,一樣可以實現使用符合CLS(Common Language Specification,通用語言規範)的.NET語言，這其實就是Mono計劃要實現的功能。因而，理論上，C#是一種可以跨平台的語言。

C#另一個比較象Java的地方是，它也是一種（特殊意義上的）語言，同Java一樣，C#編寫的程式碼也是先通過C#編譯器編譯為一種特殊的位元組代碼， (Microsoft Intermediate Language,MSIL，微軟)中繼語言，運行時再經由特定的編譯器（JIT編譯器，Just In tIME, JITer）編譯為機器代碼，以供作業系統執行。

IL是一門中繼語言 ，.NET平台上的各種進階語言（如C#，VB，F#）的編譯器會將各自的文字表述方式轉化為IL。各種不同的文字形式最終被統一到了IL的表述方式

CLR載入了IL之後，當每個方法第一次被執行時，就會使用JIT將IL代碼進行編譯為機器碼，機器碼和彙編其實也是一一對應的，可以這樣理解：彙編是機器碼的文字表現形式，提供了一些方便人們記憶的“助記符”。

對於同樣的IL，JIT會把它為不同的CPU架構（如x86/IA64等等）產生不同的機器碼。

C＃代碼及其對應的IL中間代碼

//hidebysig指令表示如果當前類為父類，用該指令標記的方法將不會被子類繼承//cil managed表明方法體中的代碼是IL代碼，且是Managed 程式碼，即運行在CLR運行庫上的代碼.method private hidebysig static void Main(string[] args)cil managed{    .entrypoint //該指令代表該函數程式的入口函數。每一個託管應用程式都有且只有一個入口函數，CLR載入程式時，首先從.entrypoint函數開始執行。    .maxstack 2 //執行建構函式時，評估堆棧可容納資料項目的最大個數。評估堆棧是儲存方法中所需要變數的值的一個記憶體地區，該地區在方法執行結束時會被清空，    或者儲存一個傳回值。    .locals init (        [0] int32 num,        [1] int32 num2,        [2] int32 num3) //表示定義int類型的變數，變數名分別為num,num2,num3。儲存在調用棧。    L_0000: nop  //No operation的意思，即沒有任何操作。    L_0001: ldc.i4.1  //將“1”壓入評估棧，此時“1”處於評估棧的棧頂。    L_0002: stloc.0  //此指令表示把值從評估棧中彈出，並賦值給調用棧的第0個變數num。    L_0003: ldc.i4.2    L_0004: stloc.1    L_0005: ldc.i4.3    L_0006: stloc.2 //從.locals init到L_0006，相當於C#代碼的為i，j，k賦值。    L_0007: ldloc.0  //取調用棧中位置為0的元素壓入評估棧（取i的值）。    L_0008: ldloc.1  //取調用棧中位置為1的元素壓入評估棧（取j的值）。    L_0009: add  //做加法操作    L_000a: ldloc.2 //取調用棧中位置為2的元素壓入評估棧（取k的值）。    L_000b: add  //做加法操作    L_000c: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(int32) //調用輸出方法    L_0011: nop  //No Operation    L_0012: call valuetype [mscorlib]System.ConsoleKeyInfo [mscorlib]System.Console::ReadKey() //調用ReadKey方法    L_0017: pop //把評估棧的內容清空    L_0018: ret  //return 標記傳回值} //Main方法結束

通過上面的代碼，我們可以總結一下： .maxstack:代碼中變數需要在調用棧（Call Stack）中佔用幾個位置； .locals int(……)：定義變數初始化並放入調用棧中（Call Stack）； nop：No Operation，沒有任何操作； ldstr：Load String，把字串壓入評估棧（Evaluation Stack）中；

ldc.i4.1：把數值2以4位元組長度整數的形式壓入評估棧； stloc：把評估棧（Evaluation）中的值彈出賦值到調用棧中（Call Stack）； ldloc：把調用棧（Call Stack）中指定位置的值取出（Copy）壓入評估棧（Evaluation Stack）中； call：調用指定的方法，這個指令一般用於調用靜態方法；而callvir則一般用於調用執行個體方法； ret：return ，標記返回。

下面再看一個例子

namespace TestConsole{    class Program    {        [MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]        private static void SomeMethod()        {            Console.WriteLine("Hello World!");        }         static void Main(string[] args)        {            Console.WriteLine("Before JITed.");            Console.ReadLine();             SomeMethod();             Console.WriteLine("After JITed");            Console.ReadLine();        }    }}

與之相對應的main方法IL代碼：

.method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed{    .entrypoint    .maxstack 8    // 分配字串"Before JITed"    L_0000: ldstr "Before JITed."    // 調用Console.WriteLine方法    L_0005: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)    // 調用Console.ReadLine方法    L_000a: call string [mscorlib]System.Console::ReadLine()    L_000f: pop    // 調用Program.SomeMethod方法    L_0010: call void TestConsole.Program::SomeMethod()    // 分配字串"After JITed"    L_0015: ldstr "After JITed"    // 調用Console.WriteLine方法    L_001a: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)    // 調用Console.ReadLine方法    L_001f: call string [mscorlib]System.Console::ReadLine()    L_0024: pop    L_0025: ret}

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