C#者重建C++之路 - 运行机制的差异

　　运行机制的差异是大多数C++支持者唾弃C#的原因，这里并不去讨论这类说法对不对，我想说的是每种语言都有擅长和不擅长的使用场景，无需拿一种语言的长处去鄙视另外一种语言的短处。针对不同的问题，需要选择合适的方案(包括合适语言)去解决；就好比历史上常说的：“计谋并无好坏之分，好坏在于使用的人”。而且实际上，VS中，C#与C++都支持托管与非托管代码混合双打的使用方式。

一、C++的运行机制

　　C++的运行机制很简单，其实也是我们在学校里就学过的。这里总结的是针对非托管的C++程序的运行过程，托管C++的运行过程基本类似于C#的运行过程。使用VS2010中工程创建的C++工程，例如Win32，MFC，ATL开头的基本都是非托管的程序。

　　基本C++程序从编写，编译到执行的过程用下面一幅图就可以简单说明了：

　　在VS中，编译器使用的是cl.exe，连接器使用的是link.exe。

二、C#的运行机制

　　C#语言的运行机制其实就是所有托管语言编写的程序的运行过程。CLR是托管代码的运行环境，是托管语言运行机制的核心。还是从用一幅图说明情况：

 

 　　需要注意几点：

• C#使用csc.exe编译源代码得到程序集。
• JIT只会编译首次执行的IL代码，以后再次执行的时候都从缓存中读取。
• JIT编译得到的本地代码在程序结束以后会销毁。程序再次运行的时候JIT再次编译IL为本地代码。
• 为了解决JIT多次编译的效率问题，微软提供了Pre-JIT的编译器（本机代码生成器：Native Image Generator，程序名因此是Ngen.exe）。Pre-JIT编译器在CLR之前被调用。在使用时，它会把全部assembly形式的MSIL编译为本机代码。这种本机代码随后存储在全局assembly缓存（Global Assembly Cache）的某一个特殊部分供以后使用，这样就完全绕过了JIT编译过程。
• 即使使用了Ngen预编译，托管代码的执行还是离不开.NET Framework。当然这也是不少人正在努力的方向:)。
• GC内存管理是托管的精髓。
• 程序集有强签名与弱签名之分，通常强签名的程序集可以避免程序集的升级问题。
• GAC是程序集云集之地，是程序集共享的统一途径。只有强签名的程序集才可以放到GAC中。
• 每个托管程序都是运行在独自的AppDomain中运行，每个托管程序之间互不干扰。
• 除去首次编译的时间，基本上C#程序与C++程序的执行时间差别不是太大，但是还是有优化的空间的。

　　运行机制还有很多的东西可讲，比如内存的分配算法，这里就简单说一下：

　　C与C++分配一个对象时，会查找内存中可用的连续空间，如果没有的话，会查找可用的分散空间，找到符合大小的空间后，就分配对象，如果找不到，就报错。

　　C#中主要是使用托管堆，基本是在连续的空间上分配对象，这种算法有一定的优越性，也充分利用了计算机系统的局部性原理，但是GC不断的回收空间与压缩也占据了一定的时间，一定程度影响了效率。