從菜鳥剛接觸到.net時,，菜鳥就知道CLR VIA C#是一本很牛的書，為什么,？CSDN會告訴你——總會有人問“學(xué).net什么書籍好,？”，這個本沒有標(biāo)準(zhǔn)答案的問題,，菜鳥卻從各種大牛一致的回答中找到了標(biāo)準(zhǔn)答案：C#入門經(jīng)典—>C#高級編程—>CLR VIA C#,于是乎,，對于大牛們的信任，這三本書都躺在菜鳥的床頭,。雖然菜鳥很菜,，但菜鳥喜歡在CDSN、博客園,、codeproject（菜鳥英語不堪忍睹,，每次都還需要打開Google翻譯）上閑逛，屬于那種不厚道的看帖不回帖的一員,，甚至過了相當(dāng)長的一段時間都還沒有注冊,，不是菜鳥不想回答，而是菜鳥水平實在不堪忍睹,，怕誤導(dǎo)人家,，更怕關(guān)公面前耍大刀。菜鳥發(fā)現(xiàn)自己錯了,，為什么,？你懂的！為此在大三暑假的時候,，菜鳥在CSDN上走火入魔似的回答了別人一個月的問題,，即時菜鳥不會的（其實大多都不會），菜鳥會去翻書,、找度娘,、搜谷姐，想盡辦法幫別人回答,，一個月后菜鳥的等級竟然有一顆星星了,，當(dāng)時激動的跑到灌水區(qū)散了下分,，但之后菜鳥又回到了看帖不回帖的狀態(tài)，或許是開學(xué)了,，或許是DOTA去了,，或許是沒激情了，反正具體什么原因已記不清楚,。

“紙上得來終覺淺,，須知此事要躬行”，如果僅僅是看別人的文章或書籍,，可能就在看的時候有感覺,，合上之后就什么也不記得了，所以菜鳥決定將自己看到的或?qū)W到的好東西記錄下來——不再為看不懂高深的技術(shù)文章而煩惱,，而是拿起《CLR VIA C#》踏踏實實從頭到底邊閱讀邊寫筆記,。

在菜鳥上篇菜鳥CLR VIA C#之旅—開始旅行：千里之行始于足下完成后，得到了很多大牛們的支持,，在此菜鳥深表感謝,，更要謝謝那些提出意見的高手們，志志同學(xué)首先發(fā)了了菜鳥一個低級的錯誤,，“將Hello world寫成了Hello word”,，當(dāng)時馮同學(xué)的一句“啥時候出一片 Hello,excel! 啊,？”我還疑惑不解,，哎，太粗心了,。對于 toEverybody的留言：“又要人在研究C#編譯器產(chǎn)生的亂碼呀//唉....”菜鳥不敢茍同，但從這個留言中可以看出,，很多的園友都把目光和焦點注意在如何理解IL代碼這個問題上,。這真是個莫大的好消息，因為很明顯大家的思路慢慢的從應(yīng)用向底層發(fā)生著轉(zhuǎn)變,，技巧性的東西是一個方面的積累,，底層的探索為也是必不可少的修煉（anytao）。

對于.NET程序員來說,，IL代碼意味著：

    通用的語言基礎(chǔ)是.NET運行的基礎(chǔ),，當(dāng)我們對程序運行的結(jié)果有異議的時候，如何透過本質(zhì)看表面,，需要我們從本質(zhì)入手來探索,，這時 IL是你必須知道的基礎(chǔ)；

  元數(shù)據(jù)和IL語言是CLR的基礎(chǔ),，了解必要的中間語言是深入認(rèn)識CLR的捷徑,；

大量的事例分析是以IL來揭密的,，因此了解IL是讀懂他人代碼的必備基礎(chǔ)，可以給自己更多收獲,。

很明顯這些優(yōu)越性足以誘惑我們花時間和精力涉獵其中,。然而，了解了IL的好處,，并不意味著我們應(yīng)該過分的來關(guān)注IL,，有人甚至可以洋洋灑灑的寫一堆IL代碼來實現(xiàn)一個簡單Hello world程序，但是正如我們知道的那樣,，程序設(shè)計已經(jīng)走過了幾十年的發(fā)展,，如果純粹的陶醉在歷史中，除了腦子不好,，沒有其他的解釋,。不然看見任何代碼都以IL的角度來分析，又將走進(jìn)另一個誤區(qū),，我們的宗旨是追求但不過分,。

好了，開始《CLR VIA C# 》第一章 “CLR的執(zhí)行模型”的學(xué)習(xí),，了解下應(yīng)用程序是如何執(zhí)行的,。如果能清楚的了解代碼是如何運行的，菜鳥認(rèn)為對于以后代碼的調(diào)試和優(yōu)化將起到關(guān)鍵作用,。

1 將源代碼編譯成托管模塊

只要編譯器是面向CLR的任何語言,，其創(chuàng)建的源代碼，都會用一個對應(yīng)的編譯器來檢查語法和分析源代碼,，最終結(jié)果都是生成一個托管模塊（managed module）,。

托管模塊

托管模塊是一個標(biāo)準(zhǔn)的32位Microsoft Windows可移植執(zhí)行體（PE32）文件，或者是一個標(biāo)準(zhǔn)的64位Windows可移植執(zhí)行體（PE32+）文件,，它們都需要CLR 才能執(zhí)行,。順便說一句，托管的程序集總是利用了Windows的數(shù)據(jù)執(zhí)行保護(hù)（Data Execution Prevention,，DEP）和地址空間布局隨機化（Address Space Layout Randomization,，ASLR）；這兩個功能旨在增強整個系統(tǒng)的安全性,。托管模塊包括以下幾個部分：

1）PE32或PE32+頭：PE32能在windows32位或64位機器上運行,，PE32+只能在64位機器上運行。

2）CLR頭：包含了需要的CLR版本,，一些flag,，托管模塊入口方法（Main方法）以及各種信息。

3）IL（中間語言）代碼：編譯器編譯源代碼后生成的代碼,，在運行的時候,，CLR再將IL編譯為本地CPU指令,。

4）元數(shù)據(jù)：每個托管模塊都包含元數(shù)據(jù)表，有兩種類型,，一種類型的表描述源代碼中定義的類型和成員,，一種類型的表描述源代碼中引用的類型和成員。

元數(shù)據(jù)的用途：

  在編譯時,，元數(shù)據(jù)消除了對頭和庫文件的需求,。

  VS的“智能感知功能”就是依靠元數(shù)據(jù)來解譯一個類型提供了什么方法、屬性,、事件和字段,。如果是一個方法將是傳入的參數(shù)。

  IL的“安全”檢查需要元數(shù)據(jù),。

  元數(shù)據(jù)可以對一個對象的代碼序列化,，存入到內(nèi)存，發(fā)生到另一臺機器上,?？梢栽诹硪慌_機器上進(jìn)行反序列化來重建對象狀態(tài)。

  元數(shù)據(jù)可以運行垃圾收集器跟蹤對象的生存期,。

2 將托管模塊合并成程序集

CLR實際不和模塊一起工作,，相反，他是和程序集一起工作的,，默認(rèn)情況下,，編譯器實際會把生成的托管模塊轉(zhuǎn)換成程序集。

程序集是一個或多個模塊/資源文件的邏輯性分組,。

程序集是重用,、安全性以及版本控制的最小單元。

在CLR的世界里,，程序集相當(dāng)于一個組件,。

在這幅圖中，一些托管模塊和資源（或數(shù)據(jù)）文件準(zhǔn)備交由一個工具處理,。該工具生成單獨一個PE32(+)文件來表示文件的邏輯性分組。實際發(fā)生的事情是,，這個PE32(+)文件包含一個名為“清單”（manifest）的數(shù)據(jù)塊,。清單是由元數(shù)據(jù)表構(gòu)成的另一種集合。這些表描述了構(gòu)成程序集的文件,，由程序集中的文件實現(xiàn)的公開導(dǎo)出的類型,，以及與程序集關(guān)聯(lián)在一起的資源或數(shù)據(jù)文件。

程序集的類型 

既可以生成單文件程序集,，也可以生成多文件程序集,，取決于你對于編譯器或工具的選擇,。

程序集清單中的內(nèi)容

3 加載公共語言運行時

每個程序集既可以是一個可執(zhí)行應(yīng)用程序,，也可以是一個DLL，但最終都是由CLR管理這些程序集中代碼的執(zhí)行,， 這意味著必須在目標(biāo)機器 上安裝好.NET Framerwork.

要知道是否已安裝.Net Framework,，只需檢查%SystemRoot%System32目錄中的MSCorEE.dll文件。存在該文件,，表明.Net Framework已安  裝,。

.NET Framework SDK提供了一個名為CLRVer.exe的命令行實用程序，它能列出一臺機器上安裝的所有CLR版本,比如菜鳥電腦上：

4 執(zhí)行程序集的代碼

 托管程序集同時包含元數(shù)據(jù)和IL,，IL是與CPU無關(guān)的機器語言,，為了執(zhí)行一個方法，必須把它的IL轉(zhuǎn)換成本地CPU指令,。

 方法的第一次調(diào)用：

Main方法首次調(diào)用WriteLine時：

  JITCompiler函數(shù)被調(diào)用,，它知道要調(diào)用的是哪個方法，以及具體是什么類型定義了該方法

  JITCompiler會在定義（該類型的）程序集的元數(shù)據(jù)中查找被調(diào)用的方法的IL,。

  JITCompiler驗證IL代碼,，并將IL代碼編譯成本地CPU指令。本地CPU指令被保存到一個動態(tài)分配的內(nèi)存塊中。

  JITCompiler返回CLR為類型創(chuàng)建的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),，找到與被調(diào)用的方法對應(yīng)的那一條記錄,，修改最初對JITCompiler的引用，讓它現(xiàn)在指向內(nèi)存塊（其中包含了剛才編譯好的本地CPU指令）的地址,。

  JITCompiler函數(shù)跳轉(zhuǎn)到內(nèi)存塊中的代碼,。這些代碼正是WriteLine方法（獲取單個String參數(shù)的那個版本）的具體實現(xiàn)。這些代碼執(zhí)行完畢并返回時,，會返回Main中的代碼,，并跟往常一樣繼續(xù)執(zhí)行。

方法的第二次調(diào)用

   Main要第二次調(diào)用WriteLine,。這一次,，由于已對WriteLine的代碼進(jìn)行了驗證和編譯，所以會直接執(zhí)行內(nèi)存塊中的代碼,，完全跳過JITCompiler函數(shù),。WriteLine方法執(zhí)行完畢之后，會再次返回Main,。

一個方法只有在首次調(diào)用時才會有一些性能損失,，以后對該方法的調(diào)用都以本地代碼的形式全速運行，無需重新驗證IL并把它編譯成本地代碼,。

一旦應(yīng)用程序終止,，編譯好的代碼也會被丟棄，所以再次運行,，JIT編譯器必須再次將IL編譯成本地指令,。

 最后，了解下通用類型系統(tǒng)（Common Type System,，CTS）以及公共語言規(guī)范（Common Language Specificcation,，CLS）

CLR是完全圍繞類型展開的，而了解類型則有必要把焦點放在.NET類型體系的公共基礎(chǔ)架構(gòu)上,，由于通用類型系統(tǒng)的存在,，.NET平臺下的各種語言可以無縫的集成，從MSDN的官方解釋上我們可以看到：

通用類型系統(tǒng)定義了如何在運行庫中聲明,、使用和管理類型,，同時也是運行庫支持跨語言集成的一個重要組成部分。通用類型系統(tǒng)執(zhí)行以下功能：

• 建立一個支持跨語言集成,、類型安全和高性能代碼執(zhí)行的框架,。

• 提供一個支持完整實現(xiàn)多種編程語言的面向?qū)ο蟮哪Ｐ汀?/SPAN>

• 定義各語言必須遵守的規(guī)則，有助于確保用不同語言編寫的對象能夠交互作用,。

我們都知道CTS支持兩種基本的類型：值類型和引用類型,至于他們之間的區(qū)別,，這不是本節(jié)的主要內(nèi)容,，以后會詳細(xì)剖析.

菜鳥從anytao那里學(xué)習(xí)到：

.NET技術(shù)可以以規(guī)范和實現(xiàn)兩部分來劃分,，而我們經(jīng)常強調(diào)和提起的.NET Framwork,，主要包括公共語言運行時（Common Language Runtime, CLR）和.NET框架類庫（Framework Class Library, FCL），其實是對.NET規(guī)范的實現(xiàn),。而另外一部分：規(guī)范,，我們稱之為公共語言架構(gòu)（Common Language Infrastructure, CLI），主要包括通用類型系統(tǒng)（CTS）,，公共語言規(guī)范（Common Language Specification, CLS）和通用中間語言（Common Intermediate Language, CIL）,。我們以圖的形式來看看CTS在.NET技術(shù)陣營中的位置。

• CLI,，.NET技術(shù)規(guī)范,，已經(jīng)得到ECMA（歐洲計算機制造商協(xié)會）組織的批準(zhǔn)實現(xiàn)了標(biāo)注化。
• CTS,，上面已將,，此不冗述。
• CLS,，定義了CTS的子集,，開發(fā)基于CTS的編譯器，則必須遵守CLS規(guī)則,，由本文開頭的圖中就可以看出CLS是面向.NET的開發(fā)語言必須支持的最小集合,。
• CIL，是一種基于堆棧的語言,，是任何.NET語言編譯產(chǎn)生的中間代碼,，我們可以理解為IL就是CLR的匯編語言。IL定義了一套與處理器無關(guān)的虛擬指令集,，與CLR/CTS的規(guī)則進(jìn)行映射,，執(zhí)行IL都會翻譯為本地機器語言來執(zhí)行。常見的指令有：add, box, call, newobj, unbox,。另外,，IL很類似于Java世界里的字節(jié)碼（Bytecode），當(dāng)然也完全不是一回事,，最主要的區(qū)別是IL是即時編譯（Just in time, JIT）方式,，而Bytecode是解釋性編譯，顯然效率上更勝一躊,。
• .NET Framework,，可以說是CLI在windows平臺的實現(xiàn)，運行與windows平臺之上,。
• CLR,，.NET框架核心，也是本系列的核心。類似于Java世界的JVM,，主要的功能是：管理代碼執(zhí)行,，提供CTS和基礎(chǔ)性服務(wù)。對CLR的探討,，將伴隨著這個系列的成長來慢慢展開,，在此就不多說了。
• FCL,，提供了一整套的標(biāo)準(zhǔn)類型,，以命名空間組織成樹狀形式，樹的根是System,。對程序設(shè)計人員來說,，學(xué)習(xí)和熟悉FCL是突破設(shè)計水平的必經(jīng)之路，因為其中數(shù)以萬計的類幫助我們完成了程序設(shè)計絕大部分的基礎(chǔ)性工作,，重要的是我們要知道如何去使用,。

要和其他對象完全交互，而不管這些對象是以何種語言實現(xiàn)的,，對象必須只向調(diào)用方公開那些它們必須與之互用的所有語言的通用功能,。為此定義了公共語言規(guī)范 (CLS)，它是許多應(yīng)用程序所需的一套基本語言功能,。CLS 規(guī)則定義了通用類型系統(tǒng)的子集,，即所有適用于通用類型系統(tǒng)的規(guī)則都適用于 CLS，除非 CLS 中定義了更嚴(yán)格的規(guī)則,。

題外話

不要過于專著于技術(shù),，這里的技術(shù)指工作中用于開發(fā)的技術(shù)。在幾年之后,，當(dāng)你只有.NET可以和你的孩子分享的話,，是不是太可悲了。在軟件行業(yè),，技術(shù)雖然一定程度決定了薪水,、決定了職位，但是我們的生活并不是100%是工作,，有時間為技術(shù)而發(fā)愁,，為何不綜合提升自己的其它能力呢？并且隨著職位的上升,，往往溝通能力,、經(jīng)濟(jì)知識以及文學(xué)藝術(shù)修養(yǎng)比技術(shù)顯得更重要，這個時候嘆息自己過于專著技術(shù)往往為時過晚,。

l         學(xué)習(xí)靠自己,，不要期望別人教你什么,，學(xué)習(xí)要主動；

l         不管水平高低,，不要看不起自己,，也不能看不起別人，學(xué)習(xí)要心態(tài)好,；

l         不能不思進(jìn)取，也不用讓自己為技術(shù)所累,，給自己多一點技術(shù)之外的時間,；

l         如果時間不充裕，優(yōu)先考慮學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的內(nèi)容,，同時也可以多關(guān)注一些新的思想,；

l         如果別人能從你這里學(xué)到知識的話，那么你自己也一定學(xué)到了知識,，請堅持分享,。