图解DotNet框架之一:编译与执行引擎(上)

众所周知,DotNet框架是非常庞大的,光项目创建时的种类就有WPF,WCF,WF这三种最新的技术,还有以前的Web,WinForm,Service,Mobile等等.
这么复杂和庞大的框架,用文字来描述是远远不够的,所以我准备写一系列图文并茂的文章,把我所知道的所有Net框架中的东西全部串联起来,希望可以给大家一个DotNet框架的知识图,本人能力有限,难免有理解错误和表达不清的地方,望大家谅解并指教.        
      好,我们现在就开始第一张图的学习,再所有的文章写完后,大家将会得到一个完整的框架图。

    

下面我会做出对这个图的解释，请大家对照图来一步一步的学习。

1.CTS  和 CLS :

    CTS：公共类型系统。他是一个集合{类，接口，委托，结构，枚举，类型成员，基本数据类型}，只有符合CTS的类型才能在CLR上运行。 简单点说就是VB，C#，C++等DotNet支持的语言的类型集合。这些东西大部分都定义在System.dll中，我们将在下一篇来讨论 system.dll。
    CLS：公共语言规范。从图上可以看出，他是CTS的子集，为什么他是子集呢？因为在C#中有Ulong而VB中就没有。看以下代码

    public class Test
    {
        public ulong Add(ulong a, ulong b)  //如果某语言特有的类型,作为返回类型和参数则不遵循CLS
        {
            return a + b;
        }
        public int Add(int a, int b)   //但是作为局部变量则仍然遵循CLS
        {
            ulong x;
            return a + b;
        } 
    }

    在默认.NET开发平台上是不会执行CLS检查的，如果要开启可以在AssemblyInfo.cs中加入代码

[assembly:System.CLSCompliant(true)]

大家可能要问，为什么要遵循CLS呢？答案在后面给出。

2. CIL，元数据和程序集清单

     CIL：公共中间语言。我们大家都知道，在.Net中使用VB写一个DLL，那么在C#的项目中也可以调用，反之亦然。如何实现的呢？就 是CIL了，前面我们说过CLS的作用，并且留下了为什么要遵守CLS的疑问，就是因为.net编译生成的dll或Exe，其实主要是CIL，原数据和程 序集清单这三部分组成。那么要想VB和C#共享，就要有一个通用的规范，它就是CLS了，呵呵，现在明白为什么要CLS了吧，如果你不去遵守CLS也是可 以的，但是就不能保证你的dll的复用性了。
    元数据：.net的反射，远程处理，序列化这些东西都很神秘吧，其实他们都是原数据的功劳，你所定义的类，方法，方法的返回类型和参数，属性，字段，都会被编译成元数据，然后当你序列化或反射时，拿这些原数据给你生成一个类。
    程序集清单：这个就容易理解了，你添加的dll引用的信息全都在这里。下面是一个Dll中的信息。

    原代码：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication3
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
        }
    }
    public class Test
    {
        public ulong Add(ulong a, ulong b)  //如果某语言特有的类型,作为返回类型和参数则不遵循CLS
        {
            return a + b;
        }
        public int Add(int a, int b)   //但是作为局部变量则仍然遵循CLS
        {
            ulong x;
            return a + b;
        }
    }
}

    使用.Net自带的 ILDisassembler.exe 察看的IL： 

.class public auto ansi beforefieldinit ConsoleApplication3.Test
       extends [mscorlib]System.Object
{
 .method public hidebysig instance int32 
          Add(int32 a,
              int32 b) cil managed
  {
    // Code size       4 (0x4)
    .maxstack  8
    IL_0000:  ldarg.1
    IL_0001:  ldarg.2
    IL_0002:  add
    IL_0003:  ret
  } // end of method Test::Add
}

    就是这三样东西组成的dll，让.net实现了远程处理的remoting，反射，序列化和跨平台，跨语言。关于跨平台的问题，我们在下一篇讨论。。