C#中CLR(公共语言运行时)与IL(中间代码)

.net平台中的CLR

首先要说明的是,.NET平台与C#不是一回事 它是C#,VB.net等程序运行的平台。

CLR是公共语言运行时,是 .NET Framework的重要组成部分。它提供了内存管理、线程管理和异常处理等服务,而且还负责对代码实施严格的类型安全检查,保证了代码的正确性。

事实上,类型安全(Type Checker)、垃圾回收(Garbage Collector)、异常处理(Exception Manager)、向下兼容(COM Marshaler)等很多C#中的特性都是由CLR来提供的。

什么是IL

.NET Framework是架构在Windows平台上的一个虚拟的运行平台,你可以想象将最下层Windows换做其他的操作系统,例如说Linux,一样可以实现使用符合CLS(Common Language Specification,通用语言规范)的.NET语言,这其实就是Mono计划要实现的功能。因而,理论上,C#是一种可以跨平台的语言。

C#另一个比较象Java的地方是,它也是一种(特殊意义上的)语言,同Java一样,C#编写的程序代码也是先通过C#编译器编译为一种特殊的字节代码, (Microsoft Intermediate Language,MSIL,微软)中间语言,运行时再经由特定的编译器(JIT编译器,Just In tIME, JITer)编译为机器代码,以供操作系统执行。(关于JIT的介绍。可以看这篇博客,请点这里

IL是一门中间语言 ,.NET平台上的各种高级语言(如C#,VB,F#)的编译器会将各自的文字表述方式转化为IL。各种不同的文字形式最终被统一到了IL的表述方式

CLR加载了IL之后,当每个方法第一次被执行时,就会使用JIT将IL代码进行编译为机器码,机器码和汇编其实也是一一对应的,可以这样理解:汇编是机器码的文字表现形式,提供了一些方便人们记忆的“助记符”。

对于同样的IL,JIT会把它为不同的CPU架构(如x86/IA64等等)生成不同的机器码。

C#代码及其对应的IL中间代码

这里写图片描述

通过上面的代码,我们可以总结一下: .maxstack:代码中变量需要在调用栈(Call Stack)中占用几个位置; .locals int(……):定义变量初始化并放入调用栈中(Call Stack); nop:No Operation,没有任何操作; ldstr:Load String,把字符串压入评估栈(Evaluation Stack)中;

ldc.i4.1:把数值2以4字节长度整数的形式压入评估栈; stloc:把评估栈(Evaluation)中的值弹出赋值到调用栈中(Call Stack); ldloc:把调用栈(Call Stack)中指定位置的值取出(Copy)压入评估栈(Evaluation Stack)中; call:调用指定的方法,这个指令一般用于调用静态方法;而callvir则一般用于调用实例方法; ret:return ,标记返回。

下面再看一个例子

与之相对应的main方法IL代码:

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