笔记:.NET的框架梳理及相关概念了解(“.NET Core“ “.NET“ “.NET Framework“)

一、.NET设计

  1. 架构:C/C++程序是直接将源码编译成机器码(CPU可以识别和运行的指令),对于不同CPU,其指令集不同,机器码也就不同,故:C/C++程序编译时,需选择具体的CPU架构,如:X86、X64、ARM等。
  2. 系统:C/C++语言的标准具有滞后性,程序需要的功能在标准中未必支持,但操作系统已提供(如:网络库、线程库等),且不同操作系统提供的库和API不同,故:程序需要解决系统兼容性问题。
  3. 综上:.NET设计了一种软件实现方式,即:在编译和机器码之间再抽象出一层中间层,通过中间层来屏蔽系统和架构的不同,中间层的指令被称为中间语言。

二、.NET框架


语言层 :"C#" "F#" "VB"


中间层 :"中间语言"


实现层 :".NET Core" ".NET" ".NET Framework" "Mono" "Xamarin" "UWP"


".NET Core" 5.0及其以后的版本改名为".NET",去掉Core关键字。

注意:语言层有语法标准,中间层有中间语言标准,但是实现层并没有统一的标准,导致编译时必须选择具体的实现层,.NET实现层的不同类似于C/C++下的CPU架构不同。

三、实现层的多套实现

".NET"、".NET Framework"、"Mono"等都是让"中间语言"能够在目标机器上能够正常运行的一种实现方式,即:对抽象的具象化实现

实现的组成:运行时、类库、开发工具(可选)和框架(可选)等。

为什么实现层会有多套实现逻辑呢?

主要还是因为需求的不同,进而导致了实现的不同。

不同实现的应用场景如下:

.NET5及更高版本(以前称为 .NET Core) :支持服务器、云服务、桌面应用以及跨平台。
.NET Framework :包含一些特定于 Windows 的 API,因此只能在Windows下执行,无法跨平台,适合于Windows下的开发。
UWP(Universal Windows Platform) :为物联网 (IoT) 设备开发具有触控功能的Windows 应用程序。
Mono:特点是轻量级,占用内存较小,如:Android、macOS、iOS、tvOS 和 watchOS 上驱动 Xamarin 应用程序的运行时。

四、推动实现层的标准化(.NET Standard)

.NET Standard是实现层的一套标准。

实现层的每种实现都按照自己的版本规划对标准进行实现,即:每种实现除支持.NET Standard外,还具有自己的一些特性,是.NET Standard的超集。

若程序的实现层选择.NET Standard,那么就可以在所有支持.NET Standard的实现中运行,无需再为不同的实现生成不同的库。

五、常见术语

运行时(runtime) :通常指托管程序的运行环境。
托管代码(managed code) :托管代码就是执行过程交由运行时管理的代码。
非托管代码(unmanaged code ):C/C++程序的运行代码称为"非托管代码"。
托管代码来源 :由 .NET 的高级语言(例如 C#、Visual Basic、F# 等)编译后得到。
机器码(machine code):可以被CPU识别和运行的代码。

用编译器编译语言编写的代码得到中间语言代码,无法获得机器代码,在运行时会对其中间语言代码进行编译,才会得到机器代码,再交由CPU执行。

C++ 能够直接生成可在 Windows 上运行的机器码,而非托管代码。

公共语言运行时 (Common Language Runtime: CLR) :负责提取托管代码、将其编译成机器代码,然后执行它。
中间语言(Intermediate Language: IL) : 由.NET高级语言编译后得到的产物,中间语言独立于.NET高级语言,有自己的规范标准。
公共中间语言(Common Intermediate Language: CIL) :"中间语言"的别称。
实时编译(Just-In-Time: JIT, compiling):在应用程序运行时按需将 CIL 转换为机器码。

六、参考资料

《.NET官网教程》
《.NET 术语表》
《.NET 实现》
《.NET Standard》
《托管代码》

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