大章1：CLR基础

CLR是什么

Common Language Runtime 公共语言运行时，CLR和Java虚拟机一样也是一个运行时环境，它负责资源管理（内存分配和垃圾收集），并保证应用和底层操作系统之间必要的分离。

再丢几个概念，除了编译器，另外3个会在下面讲PE文件会提到，因为这3个是托管PE文件的构成部分。

「编译器」检查源代码，确定根据所使用语言语法所写的代码是有意义的，并输出实现其意图的代码。
元数据，每个托管模块都包含元数据表，主要是2种表：描述源代码中定义的类型和成员；描述源代码引用的类型和成员。
IL，中间语言代码，编译器编译源代码时生成的代码。在运行时，CLR将IL编译成本机CPU指令。
PE32或PE32+头，决定程序是以32位还是64位运行的文件头，它和VS中的目标平台中选项（下面叫做**/platform开关选项**）相关联

CLR、程序集是怎么跑起来的

① 项目运行流程

Windows检查EXE文件头，决定是创建32位还是64位进程之后，会在进程地址空间加载MSCorEE.dll的对应版本（比如x86版本在%SystemRoot%\System32目录中）。
然后，进程的主线程调用MSCorEE.dll中定义的一个方法，这个方法初始化CLR，加载EXE程序集，再调用其入口方法（Main）。
随即，托管应用程序启动并运行。

② 从代码文件到托管模块运行流程

源代码 -> 编译器（是面向进行时的编译器） -> 托管模块（是32或64位的Windows可移植执行体文件）

IL代码

① IL是很高级的机器语言。

IL是与CPU无关的机器语言，它比大多数CPU机器语言都高级。

IL基于栈。这意味着它的所有指令都要将操作数压入（push）一个执行栈，并从栈中弹出（pop）结果。

它是面向对象的，它能访问和操作对象类型，并提供指令初始化对象、调用对象虚方法等。
由于C#、VB语言、F#等高级语言，最终都是被对应编译器转换为IL代码，所以比如可以将C#（擅长I/O）、vb.net的代码集成到一个解决方案中一起写，好处是能同时用各自的语言特性和语言所使用的CLR功能模块。如下，CLS是规定的所有语言必须支持的最小功能集。
为了执行方法，首先必须把方法的IL转换成本机（native）CPU指令。这是CLR的JIT（just-in-time或者“即时”）编译器的职责。

JIT编译器：因为JITCompiler是即时编译的，所以被称为JIT just-in-time。

② JITCompiler参与了什么？

主要是JITCompiler做的事，它会把第一次遇到的IL代码进行验证+编译，最后放进内存中。

方法仅在首次调用时才会有一些性能损失，以后对该方法的所有调用都以本机代码的形式全速运行。

注意第一次执行方法WriteLine时会比第二次执行WriteLIne所消耗的多：

③ IL的最大优势不是他对底层CPU的抽象，而是健壮性和安全性。

CLR在IL编译成本机CPU时，会进行一步**验证**工序。它会检查高级IL代码，确定代码所做的一切都是安全的（比如方法的入参是否正确）。
Windows的每个进程都有自己的虚拟地址空间，给进程自己的独立地址空间，是为了相互之间不影响。当然每个进程可以有多个AppDomain，此不多拓展。

④ unsafe代码

c#编译器默认生成safe代码，这种代码安全性可以验证。然而c#编译器也允许unsafe代码存在，这类代码允许直接操作内存地址，并可操作这些地址处的字节。需要用unsafe{}关键字标记，通常用于处理非托管。
winform项目中遇到过，很不建议c#程序员操作内存，非常难定位崩溃原因。

public unsafe void swap(int* p, int *q)
{
int temp = *p;
*p = *q;
*q = temp;
}

NGen.exe工具

.Net Framework提供的NGen.exe工具，可以在应用程序安装到用户计算机时，将IL代码编译成本机代码。
直接使用本机代码可以跳过编译步骤。但在本机代码文件缺失的地方，仍然会去用JIT编译IL代码。
是否用它的利弊很难平衡。启动速度是快了，但如果本机环境一变（比如换了cpu、windows版本等），就会仍然需要JIT编译。而且本机代码，无法像JIT一样对本机做出许多假定，就会少很多优化。

Framework类库

可以了解下Framework都能做什么。

Web服务这个用的是ASP.Net，对应的是.NET CORE框架，和framework区别还挺大的。
GUI 应用程序一般说的就是wpf、winform，官方提供的，主要写PC客户端程序。
控制台程序
Windows服务通过SCM（windows服务控制管理器）控制，这个不太懂
数据库存储过程
组件库就是自己写的单独程序集，导出，以后当插件用了

CTS规范

通用类型系统 Common Type System，没啥难点，应该是很早的一个规范了。说的就是，

类成员需要按照Field、Methond、Property、Event这几个去写。
访问规则要定，就是public、protected那几个。

每个不同的语言都拥有自己对类不同的写法和特点，但即使代码不同，它们的行为（也就是想让它实现什么）是可以完全一致的。

大章2：生成、打包、部署、管理应用程序

编译过程

C#编译器在执行一个像下面一样的代码时，

// Program.cs :
public sealed class Program{
	public static void Main(){
		System.Console.WriteLine("Hello World");
	}
}

因为，调用了System这个包，所以为了生成这个示例应用程序需要在命令行输入：
csc.exe /out:Program.exe /t:exe /r:MSCorLib.dll Program.cs
这个命令行指示C#编译器生成名为Program.exe的可执行文件(/out:Program.exe)，类型是32位控制台应用程序类型exe。
其中MSCorLib.dll因为太常用了，会自动引用，所以不写也行。

响应文件

响应文件就是个cmd命令集的可执行程序，执行它就相当于对控制台逐行输入命令。
一键设置参数省力用的，它长下面这样：

1
2
3

// CSC.exe :
/out:MyProject.exe
/target:winexe

当用命令行执行响应文件CSC.exe时，还会去其所在目录寻找文件CSC.rsp，里面放你想要全局都引用的dll。

元数据

在说元数据之前，先聊一下Program.exe文件，托管PE文件（可移植执行体）由4部分构成：

PE32(+)头：本篇开头提过，不多说。
IL：前面也讲过了。
CLR头：一个小的信息块，包含需要CLR的功能的模块。还是个模块的集合呗。可以查看CorHdr.h头文件定义的IMAGE_COR20_HEADER来了解CLR头的具体格式。
元数据：是由几个表构成的二进制数据块。分三种，定义表、引用表和清单表。图放在下面，看看有哪些类型的表来理解下意图就完了。