讀書筆記—CLR via C#章節1-2

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這本書這幾年零零散散讀過兩三遍了，作為經典書籍，應該重複讀反覆讀，既然我現在開始寫博了，我也準備把以前覺得經典的好書重讀細讀一遍，並且將筆記整理到部落格中，好記性不如爛筆頭，同時也在寫的過程中也可以加深自己理解的深度，當然同時也和技術社區的朋友們共用。

程式集

• 描述：一個或多個類型定義檔案及資源檔的集合
• 特徵：可重用、可保護、可版本控制的單元
• 產生：可通過C#編譯器（或其他編譯器）或AL.exe產生
• 組成：
• 託管模組（module）
• PE頭，PE32或PE32+，面向CPU架構的資訊
• CLR頭，面向CLR的資訊，版本、入口、中繼資料等
• 中繼資料，原始碼類型成員定義和引用的類型成員定義
• IL代碼，編譯器產生的Managed 程式碼，物件導向的機器語言
• 資源檔
• 資訊清單

CPU架構

針對x86、x64和IA64三種平台有三個版本的CLR，資訊包含在PE頭中

• 跨CPU架構：使用anycpu，相容所有CPU架構平台
• 指定CPU架構：與非託管互動時，考慮到非託管介面的平台特定性，才使用特定CPU架構

/開關	託管模組	x86 windows	x64 windows	IA64 windows
anycpu	PE32/不指定	32位	64位	64位
x86	PE32/x86	32位	Wow64運行	Wow64運行
x64	PE32+/x64	不運行	64位	不運行
Itanium	PE32+/Itanium	不運行	不運行	64位

中繼資料

• 編譯時間支援，已包含和引用的類型/成員有關的全部資訊
• 智能感知（Intelligence），成員（方法、屬性、事件和欄位）及方法參數
• 驗證型別安全
• 反射和序列化（對象啟用與對象重建）
• 記憶體回收，垃圾收集器能判斷物件類型以及對象欄位的引用資訊

執行流程

1. 判斷是否存在已編譯的本地代碼，如果存在直接執行（3），否則開啟JIT編譯器
2. 啟動JIT編譯（MSCorEE.dll）
1. 在中繼資料中尋找調用資訊（方法等）
2. 擷取該調用資訊的IL
3. 分配記憶體塊DynamicMemory
4. 編譯IL為本地CPU指令，並儲存到DynamicMemory
5. 修改Type表調用指標指向DynamicMemory
6. 跳轉到DynamicMemory中的本地代碼
3. 執行本地代碼（CPU指令）

編譯過程

有兩個C#編譯器開關會影響代碼的最佳化：/optimize和/debug，請看下錶：

編譯器開關設定	C# IL代碼品質	JIT本地代碼品質
/optimize- /debug（預設）	未最佳化	有最佳化
/optimize- /debug(+/full/pdbonly	未最佳化	未最佳化
/optimize+/debug(-/+/full/pdbonly	有最佳化	有最佳化

優缺點比較：

• 未最佳化（/optimize-），未最佳化IL代碼，包含許多NOP（no-operation）指令，還包含分支指令，優點是即使調試
• 最佳化的IL代碼，編譯器刪除多餘的NOP和分支指令，代碼更小，但卻難以單步調試

編譯器預設調試配置

• Debug： /optimize- /debug:full
• Release： /optimize+ /debug：pdbonly

效能神器 – JIT

• 將IL編譯為本地代碼時，對環境的理解比其他編譯器更加深刻
• 產生面向特定CPU的指令，有效利用不同平台的資源提高效率
• 最佳化代碼，使IL更加輕量，並且更容易理解

雞肋？NGen.exe

優點：

• 先行編譯儲存在磁碟上，加快啟動速度
• 減小工作集，進程之間共用代碼（通過記憶體映射）

缺點：

• 對代碼無最佳化
• 較差的執行時效能（無特定CPU指令最佳化，運行時欄位無法直接存取）

部署

	私人部署	全域部署
弱命名程式集	支援	不支援
強命名程式集	支援	支援

私用組件部署特徵：引用程式集存放在基目錄或者基目錄的子目錄

探測範圍：基路徑 - 配置路徑 - 相同名稱子路徑 - 語言文化子目錄

私用組件目錄配置：

<configuration>  <runtime>    <assemblyBinding xmlns="urn:schemas-microsoft-com:asm.v1">      <probing privatePath="AuxFiles1,AuxFiles2" />    </assemblyBinding>  </runtime></configuration>

其他（Other Tips）

SDK工具

• IL編譯及反編譯 – ILAsm.exe/ILDasm.exe
• CLRVer.exe 查看CLR版本
• DumpBin.exe和CorFlags.exe，查看託管模組所嵌入的資訊
• 安全檢查工具：PEVerify.exe

IL是中繼語言，支援混合編程，C#只是利用CLR的一個子集，IL則是完全面向CLR的

CLR啟動入口（MSCorEE.dll）（3種CPU架構3個版本，負責載入程式集）

WoW64能類比x86指令集

CLS語言規範，規範混合語言之間的互操作 [assembly: CLSCompliant(true)]

語言互操作

• Managed 程式碼調用dll中的非託管函數（PInvoke平台叫用）
• Managed 程式碼使用現有的COM組件
• Unmanaged 程式碼使用託管類型
• 開源實現：http://CLRInterop.CodePlex.com

回應檔，rsp檔案，包含一些編譯切換參數，系統全域回應檔自動引用預設程式集

程式集搜尋目錄及順序

1. 工作目錄
2. CSC.exe本身目錄
3. /lib 指定的目錄
4. LIB環境變數指定的目錄

多檔案程式集，編譯器將module合并，addmodule開關，也可以使用AL.exe，用處：

1. 單獨檔案儲存體類型，允許累加式更新，分批打包/部署
2. 嵌入資源
3. 不同的語言進行實現，然後再合并

程式集文化

• 語言文化包括特定文化或者文化中性
• 附屬組件，使用System.Resources.ResourceManager訪問附屬組件的資源
• 設定方式   1：AL.exe /culture    2：[assembly:AssemblyCulture(“de-CH”)]

讀書筆記—CLR via C#章節1-2