Windows Mobile开发，Native C++ PK .NET Compact Framework

缘由

经常听到一些刚刚接触Windows Embedded CE和Windows Mobile开发的人会提出一些疑问。进行Windows Mobile开发，到底使用什么语言呢？C++还是C#？Java行不行？下面就我自己的想法讲述一下Native C++ 和 .NET Compact Framework的异同和选择。

 

什么是Native

Native翻译成原生，Native是使用C,C++或者汇编等语言代码编写的，编译成处理器相关的binary文件(执行文件,DLL等可执行文件)， 关于可执行文件可以参考http://en.wikipedia.org/wiki/Portable_Executable 。当前Windows Embedded CE和Windows Mobile支持的硬件平台包括x86, MIPS, ARM和SuperH。由于各个平台之间的指令集不一样，所以可执行文件不能互相支持其他平台。使用Native 开发，程序不依赖于任何其他子系统，例如.NET Compact Framework运行环境，JVM运行环境等，但是一套程序必须为各个硬件平台编译不同的可执行文件。

 

什么是.NET Compact Framework

基于.NET Compact Framework开发的程序，可以叫做托管程序，英文叫做Managed code。所谓Managed code就是使用C#,VB.NET语言来编写代码，使用.NET Compact Framework来开发，编译成平台无关的中间语言(Intermediate Lanuage, IL)的文件的程序。基于.NET Compact Framework开发的程序，在编写的时候会使用到.NET Compact Framework 基础类库(.NET Compact Framework Base Class Libraries, BCL) ，BCL为应用程序提供API。托管程序在运行的时候会使用到运行时执行引擎(run-time Execution Engine, EE), BCL和EE统称为Common Language Runtime (CLR)。当托管程序首次执行的时候，CLR会把IL文件编译成相关平台的binary文件(可执行文件)。这个过程叫做Just-In-Time (JIT) compilation。由于有了这一个过程，所以所有托管代码都依赖于CLR，因此，需要运行托管代码的设备必须安装 .NET Compact Framework。

图来自于Windows Embedded CE 6.0 Fundamentals Chapter 9.

 

通俗化Native Code vs. Managed Code

上面讲述了一堆理论的东西，下面使用一个通俗但不是很贴切的例子讲述Native和Managed，Native翻译成原生，其实有地道的，与生俱来的意思，例如你天生说普通话，那么可以说你是Mandarin Native Speaker。也就是与生俱来说普通话，地地道道的普通话。如果你要做一些语言相关的产品进行销售，如果你在销售产品之前把之翻译成各个语言，例如在国内销售翻译成中文，在美国翻译成英文，在日本翻译成日文，这好比你使用Native Code来开发，在编译时已经为各个硬件平台生成原生的机器代码。但是Managed(托管)代码就好比世界语，世界上没有那个民族和地区天生就说世界语，但是你使用世界语来销售你的产品。针对每个不同国家和地区，你附送一个及时翻译机，这个翻译机会在用户使用的时候把世界语翻译成当地原生语言。这就好比基于.NET Compact Framework开发的代码，需要CLR来翻译执行。这里注意不同硬件平台CLR是不一样的，他们功能都是把IL编译成Native的机器码，但是各个平台的机器码不一样，所以.NET Compact Framework也不一样。.NET Compact Framework帮你处理了平台差异性，因此.NET Compact Framework的程序是跨平台的，就像世界语加上翻译机那样，基于.NET Compact Framework编写的代码可以支持任何平台，前提是微软为具体平台实现CLR。例如大家都知道Yahoo，其实世界上有一种快要消失的语言就叫做Yahoo，如果你做一个世界语到Yahoo语的翻译机，那么你的产品可以不做任何修改就卖到讲Yahoo语的地方了。

理论讲Native Code vs. Managed Code

Native Code	Managed Code
编译成平台相关的机器码	编译成IL(Intermediate Language)
为各个不同设备编译不同版本的执行文件	一次编译，各种设备到处运行
不需要其他框架支持（相对于.NET Compact Framework来说）	需要CLR支持，也就是需要安装.NET Compact Framework Rumtime
可以最大限度的访问系统提供的API和服务	只能访问.NET Compact Framework 提供的服务，例如WIFI和Bluetooth，.NET Compact Framework 的BCL不提供支持，所以如果只是使用.NET Compact Framework 是不能进行WIFI和Bluetooth的开发的。 由于有上述的限制性，所以微软提供P/Invoke来访问平台相关的API和COM。
可以使用MFC，ATL，WTL，STL等库进行开发	可以使用.NET Compact Framework 的BCL进行开发

 

 

如何选择Native Code和Managed Code

了解了Native Code 和 Managed Code的异同，可以根据其特点和相应的需求进行选择。没有绝对的好坏，所以才存在两个平台同时存在的现状。

 

Native Code开发速度相对慢一些，因为没有.NET Compact Framework 的Base Class Libraries的支持。BCL为开发者做了大量的封装，例如Garbage Collection，Windows form，Web Service等等。基于BCL开发者可以专注于业务的开发。所以使用.NET Compact Framework一般来说可以节省不少开发时间。时至今日，库对语言的影响越来越多，如果没有RoR，Ruby可能还是一个籍籍无名的日本方言。C++之父Bjarne Stroustrup说，C++的扩展更多的在STL的扩展，通过STL来支持新特性，以此C++从语法上一直没有大变化，但是由于STL的不断扩展而不断带来新的活力。可见库对一个语言和开发人员的重要性。在这方面.NET Compact Framework 胜出，但是Native C++还是可以通过MFC，ATL，WTL，STL来补救。我本人十分喜欢使用WTL处理界面和大量使用STL，关于WTL，可以参考：

Windows Mobile和Wince(Windows Embedded CE)下的WTL(Windows Template Library)开发

Windows Mobile 和 Wince(Windows Embedded CE) 下的 WTL(Windows Template Library) 界面(UI)开发

Windows Mobile和Wince下使用WTL进行Windows Media Player开发

关于在今日插件使用WTL的问题

 

Windows Mobile下使用Native C++(WTL, MFC, Win32)开发，如何为对话框加入菜单

Windows Mobile下如何去掉WTL对话框CStdDialogImpl的OK按钮

在Windows Mobile下使用WTL进行Native C++开发，如何显示等待图标

在Windows Mobile和Wince(Windows Embedded CE)下进行WTL开发，如何加入超链接(HyperLink)

 

但是Native Code执行速度相对快，因为基于.NET Compact Framework 的代码有JIT的过程，第一次执行需要把IL编译到Native机器码，而Native Code本身就是机器码，所以Native Code快很多。

 

同时Native Code使用的memory footprint也少很多很多，Native Code使用的footprint只是和你编写的代码分配内存有关。但是基于.NET Compact Framework 的代码，尽管一个几乎没有任何功能的程序，启动的时候也需要1到2M的内存。这些内存用于处理Garbage Collection等用途。

 

Native Code和Managed Code存在一个可控性的gap，.NET Compact Framework 是.NET Framework的精装版，封装了一部分.NET Framework的功能，但是不完全包含.NET Framework的所有功能。Native Code具有完全访问系统API和服务，平台API的能力，而.NET Framework不完全具备，.NET Compact Framework 就更加不具备，所以从系统可操控性来说，Native Code和Managed Code存在一个gap，这个gap是指有些功能Native Code可以做，但是Managed Code却无法实现的功能，例如WIFI，Bluetooth。要在.NET Compact Framework 实现这些功能必须通过P/Invoke来实现，关于P/Invoke可以参考一下

.NET Compact Framework 下Win32 API P/Invoke 的使用

开发P/Invoke的工具与Website

如何在Windows Mobile下使用Native C++动态加载DLL

Windows Mobile和Wince(Windows Embedded CE)下如何封装Native DLL提供给.NET Compact Framework进行调用

Windows Mobile和Wince(Windows Embedded CE)下封装Native DLL进一步探讨

在Windows Mobile和Wince(Windows Embedded CE)下封装Native DLL的回调函数

由于这个可控性的gap的存在，所以出现了OpenNETCF的Smart Device Framework，32feet.net等库，这些库为基于.NET Compact Framework的程序封装了P/Invoke的调用，这样减少了gap的存在。32feet.net可以参考  基于32feet.net对Broadcom(Widcomm) stack蓝牙(Bluetooth)设备开发Windows Mobile与PC程序 等系列文章。当然微软也不断的在填补这个gap，.NET Compact Framework的不断升级，这个gap越来越小了，例如.NET Compact Framework 1.0没有串口操作，但是在.NET Compact Framework 2.0已经加上。可是.NET Compact Framework的rumtime就越来越大，同时启动也越来越慢，任何都是均衡，移动设备受到CPU速度和内存的限制，.NET Compact Framework 并不是加入越多功能越好。过犹不及，中国人常说的。

Balabala...说那么多还是没有说到底如何选择，其实是trade-off(均衡)，没有绝对真理，还是根据具体需求，结合上述Native Code和Managed Code的特点来选择。我自己的经验，如果速度要求快，内存要求少的核心模块都是使用Native C++（一般包括无界面，纯数据处理的程序和完全自定义界面的GDI程序），其他模块都用.NET Compact Framework。如果一个模块需要大量使用P/Invoke，也是需要考虑使用Native C++来代替.NET Compact Framework的。目前觉得选择还是OK的。

 

写到这里，希望看官能明白，有疑问请回复交流。下午Christmas party, happy去。