CLR vir C# 之CLR执行模型
从今天开始读CLR vir C#.虽然是英文版，但希望能从刚刚读完的《你必须知道的.net》中找到共鸣。
本文简单阐述从Source Code 到CPU Native Code 的执行期间，发生了什么事？
把源码编译成托管代码
在.net环境下，我们可以采用多种语言来进行编程，比如C#，Vb.net,J#等。并且多种语言可以同时存在于同一专案中，这涉及到了CTS的内容，暂不阐述。每种语言都有其对应的编译器存在，C#->CS Compiler,Vb.net->Basic Compiler等。如下图
不管什么语言，通过各自的编译器编译后，都会生成PE文件（Portable Executable file）也即托管模块（Managed Module).通常托管模块包括以下几部分：
1.PE（32） Header
2.CLR Header (两者描述一些附加信息)
3.MetaData （主要包括两个原数据表：一个描述源码中的类型和成员信息，一个面熟源码引用到的类型和成员信息）
4.IL（中间代码：不管哪种编程语言（net支持的），都要编译为统一的中间代码）
注意：元数据在这里是个很重要的角色，由于它的“自我描述”（由两个原数据表决定了）简单的来说，它可以：
1）造就了net的智能感知
2）允许对象的字段被序列化与反序列化（*）
3）使得GC可以追踪到对象的引用关系，得到对象的生命周期
4）保证了编写安全的代码（*）
托管模块生成Assembly
到达中间代码，接下来好像就轮到CLR 的JIT编译机制，在运行时把其编译成本地代码即可。实际上，CLR是不与managed module发生作用的，managed module要首先由对应的编译器编译成Assembly(DLL, exe)后，CLR与Assembly交互。见下图：
根据我们平时的编程经验来理解上述Assembly生成：比如一个winform专案，里面包括form ,images等资源，编译时，可以选择生成类库(DLL),或者可执行文件（EXE）,这个时候，就会把所有的资源（源码，images）等全部“打包”成一个DLL/Exe，如果是建立类库的专案则更加如此。
当然，生成的Assembly(DLL/Exe)要想在客户端运行，需要CLR的支持，这也就是为什么我们在部署的winform专案的时候，在client端安装framework的原因了。
JIT执行Assembly
从上面的描述中可以知道，生成的Assembly是在运行时由JIT进行编译执行的，而这个过程正式托管程式性能的一个很到的体现：
如下代码：
Code
当第一次调用WriteLine方法时，
1.JIT Compiler从元数据中找到要调用的方法，
2.从而找到方法在IL中的位置，这个动作可以从上面对元数据的描述中得到得以解释。
3.分配空间
4.JIT把IL编译成本地代码
（注：这个过程中实际上还有一个动作:Verification(验证)，此验证用来保证代码的安全性。比如验证方法参数是否一致，返回值是否正常返回等。）
5.把生成的本地代码存储在动态生成的内存空间中
6.运行指针跳转至本地代码执行
这个过程简单的阐述了运行时的JIT工作流程。
当第二次调用WriteLine方法时，由于在本地内存中已经存储有此方法的本地代码，所以JIT的编译过程将被绕过，直接执行本地代码，从而使执行性能得到提高。
从这个角度看，我们平时讲的封装和复用等思想，在代码优化，性能提高方法都会起到很好的作用。
当然，如果应用程序关闭，动态内存得以释放，生成的本地代码也就不存在了。
CTS通用类型系统
上文中提到，net实现了多语言的互操作，这个特性需要CTS和CLS的支持。
CTS中定义类型中能够定义什么，如何定义等规范，并对类型的访问级别做了规范（private,famlily,public等），可以看到，里面的定义如family实际上对应的IL中的定义，具体的每种语言中都有自己的映射定义，如protected.
又比如对数据类型的定义，CTS中的Int32,在C#中可以为int即可。这些只是
一些映射定义，编译为IL后，实际还是要称为CTS中定义的类型Int32.
这种特性，就使得开发者可以用自己熟悉的语言，自己熟悉的语法进行编程，完成后还可以进行与其他语言代码的交互。
而相反，没有在CTS中定义的规范，在具体的语言中是不可用的:比如C++语言支持多继承，而在CTS中定义对于类只是是单向单继承，所以net环境下写C++代码就必须符合这个规范，写多继承的代码会出现编译错误。
CLS通用语法规范
如果说CTS定义了统一的编程规范，那么CLS就定义了实现语言互操作每种语言必须符合的最小集合。
如果要实现互操作的编码，可以使用[assembly:CLSCompliant(true)] 特性，来检查代码是否符合CLS规范。
Code由于在VB.net中不存在Uint32的定义，所以foo方法会得到警告：不符合CLS规范。
具体的规范内容，需要参考相关文档得知。
