為你解疑：CLR是什么？
很多人未曾聽說過CLR，也有一大部分人不能正確的理解CLR，也許理解的人也不是很透徹，本文筆者為了解決大家的疑惑，要向大家詳細(xì)介紹CLR是什么。
1、CLR是什么之理解CLR
.NEt提供了一個運行時環(huán)境，叫做公用語言運行時，它管理著代碼的執(zhí)行，并使得開發(fā)過程變得更加簡單。這是一種可操控的執(zhí)行環(huán)境，其功能通過編譯器與其它工具共同展現(xiàn)，你的代碼將受益于這一環(huán)境。依靠一種以運行時為目標(biāo)的（指完全支持運行時環(huán)境的）編譯器所開發(fā)的代碼叫做可操控代碼。
它得益于可操控環(huán)境的各種特性：跨語言集成、跨語言異常處理、增強(qiáng)的安全性、版本處理與開發(fā)支持、簡單的組件交互模型以及調(diào)試服務(wù)。為了使運行時環(huán)境能夠向可操控代碼提供服務(wù)，語言編譯器需要產(chǎn)生一種元數(shù)據(jù)，它將提供在你使用語言中的類型、成員、引用的信息。
元數(shù)據(jù)與代碼一起存儲，每個可加載的CLR映像均包含了元數(shù)據(jù)。運行時環(huán)境使用元數(shù)據(jù)定位并載入類，在內(nèi)存中展開對象實例，解決方法調(diào)用，產(chǎn)生本地代碼，強(qiáng)制執(zhí)行安全性，并建立運行時環(huán)境的邊界。
運行時環(huán)境自動處理對象的展開與引用，當(dāng)它們不再使用時負(fù)責(zé)它們的釋放。被運行時環(huán)境進(jìn)行這樣的生命周期管理的對象被稱為可操控代碼。自動內(nèi)存管理消除了內(nèi)存溢出，同時也解決了其它一些常見的語法錯誤。
如果你的代碼是可操控的，你仍然可以在需要的時候使用非可控代碼，或者在你的.NET應(yīng)用中同時使用可控與非可控代碼。由于語言編譯器支持他們自己的類型，比如一些原始類型，你可能并不總是知道（也不必知道）你的數(shù)據(jù)是否是可控的。
CLR使設(shè)計跨語言的組件與應(yīng)用變得更加容易。以不同語言設(shè)計的對象能夠彼此間進(jìn)行通信，并且它們的行為能夠緊密地綜合與協(xié)調(diào)。舉個例子，你定義了一個類，然后可以在另一種不同的語言中從該類中派生了一個類或者調(diào)用它其中的一個方法。
你也可以向另一種語言中類的方法傳遞該類的一個實例。這種跨語言的集成之所以可能，因為以運行時間為目標(biāo)的語言編譯器與工具使用一種運行時間所定義的公用類型系統(tǒng)，他們遵守運行時的規(guī)則（公用語言規(guī)范）來定義新的類型，生成、使用、保持并綁定類型。
作為元數(shù)據(jù)的一部分，所有可控組件攜帶了關(guān)于它們所依賴的組件與資源的信息。運行時環(huán)境使用這些信息來保證你的組件或應(yīng)用具有需要的所有東西的特定版本，其結(jié)果是你的代碼將不會因為版本沖突而崩潰。
注冊信息與狀態(tài)數(shù)據(jù)不再保存在難以建立與維護(hù)的注冊表中，你所定義的類型及附屬信息作為元數(shù)據(jù)被保存，這使得復(fù)制與移動組件的復(fù)雜程度得到降低。
編譯工具用他們自己的方式向開發(fā)人員展現(xiàn)CLR的功能。這意味著運行時間的一些特性可能在不同的語言中表現(xiàn)形式將會有所不同。你怎樣體驗運行時的特性將取決于你所使用的語言，比如說，如果你是一位VB開發(fā)人員，你可能注意到在運行時環(huán)境的幫助下，VB語言比以前具有更多的面向?qū)ο蟮奶匦浴?/P>
2、CLR是什么之可操控執(zhí)行的含義
前面的敘述中，我們多次提到了“可操控”這一概念。這意味著它指向的對象在執(zhí)行過程中完全被運行時環(huán)境所控制。在執(zhí)行過程中，運行時環(huán)境提供以下的服務(wù)：自動內(nèi)存管理、調(diào)試支持、增強(qiáng)的安全性及與非可操控代碼的互操作性，例如COM組件。
在可控執(zhí)行進(jìn)程中的***步是選擇源代碼的生成工具。如果你希望你的應(yīng)用擁有CLR提供的優(yōu)勢，你必須使用一種（或多種）以運行時為目標(biāo)的語言編輯器，例如：VB、C#、VC的編譯器，或者一種第三方編譯器如PERL或COBOL編譯器。
由于運行時是一種多語言執(zhí)行環(huán)境，它支持眾多的數(shù)據(jù)類型和語言特性。你使用的語言編譯器決定你將使用運行時的哪一部分功能子集。在代碼中使用的語法由你的編譯器決定，而不是運行時環(huán)境。如果你的組件需要被其他語言的組件完全使用，那么你必須在你組件的輸出類型中使用CLR所要求的語言特征。
當(dāng)你完成并編譯你的代碼時，編譯器將它轉(zhuǎn)換為微軟中間語言(Microsoft Intermediate Language,MSIL)，同時產(chǎn)生元數(shù)據(jù)。當(dāng)你要執(zhí)行你的代碼時，這種中間語言被即時(Just In Time,JIT)編譯器編譯成本地代碼。如果安全策略需要的代碼是類型安全的---通常情況下都是如此---JIT編譯器將在編譯進(jìn)程中對中間語言進(jìn)行類型檢查。一旦失敗，在代碼執(zhí)行中將會觸發(fā)異常。
3、CLR是什么之CLR的突出特色
跨語言集成的能力
CLR包含了一個豐富的語言特性集，保證了它與各種程序設(shè)計語言的兼容性。這一特性集即公用語言規(guī)范，稍后將對其進(jìn)行詳細(xì)說明。
內(nèi)存管理自動化
在執(zhí)行過程中管理應(yīng)用程序的資源是一項單調(diào)而困難的工作。它會將你的注意力從你本應(yīng)解決的問題中引開。而垃圾收集機(jī)制完全解決了程序員在編程過程中頭痛的問題，跟蹤內(nèi)存的使用，并知道何時將它們釋放。
在面向?qū)ο蟮沫h(huán)境中，每種類型都標(biāo)識了對你的應(yīng)用程序有用的某種資源。為了使用這些資源，你需要為類型分配內(nèi)存。在應(yīng)用中，訪問一種資源要通過以下步驟：
（1）為類型分配內(nèi)存。
（2）初始化內(nèi)存，設(shè)置資源的初始狀態(tài)并使其可用。
（3）通過訪問該類型的實例成員來訪問資源。
（4）卸下將被清除的資源狀態(tài)。
（5）釋放內(nèi)存。
這一看似簡單的過程在實際的編程中是產(chǎn)生錯誤的主要來源之一。更可怕的是：內(nèi)存中的錯誤往往導(dǎo)致不可預(yù)見的結(jié)果。如果你有過編程的經(jīng)驗，想想看，有多少次你的程序因為內(nèi)存訪問錯誤而崩潰？
CLR要求所有的資源從可操控的推（注：在此指一種內(nèi)存結(jié)構(gòu)）中分配。當(dāng)一個進(jìn)程被初始化后，CLR保留了一個未被分配的地址空間。這一區(qū)域叫做可操控堆。在堆中保持了指向下一個將被分配給對象的堆地址的指針(NEXT)。
初始狀態(tài)下，該指針是保留地址空間的基地址。一個應(yīng)用使用新的操作產(chǎn)生對象。此操作首先檢查新對象需要字節(jié)的大小是否會超出保留空間。如果對象大小合適，指向下一個地址的指針將指向堆中的這個對象，該對象的構(gòu)造器被調(diào)用，新的操作返回對象的地址。
當(dāng)一個應(yīng)用請求建立一個對象時，地址空間可能不夠大。堆將發(fā)現(xiàn)這一點（通過將新對象的大小與NEXT指針相加，并與堆的大小進(jìn)行比較），這時垃圾收集器就將被調(diào)用。在這里，CLR引入了“代”的概念。代，指堆中對象產(chǎn)生的先后。這樣，垃圾收集器在將發(fā)生溢出時回收屬于特定的“代”的對象，而不是回收堆中的所有對象。
（6）即時編譯
在各種語言的編譯器對源代碼進(jìn)行編譯之后，在CLR環(huán)境中產(chǎn)生的是中間代碼（出于兼容性與跨語言集成的考慮），其內(nèi)容雖然有效，但在轉(zhuǎn)化為本地代碼之前它本身是不可執(zhí)行的。這就是JIT編譯器需要完成的工作。
這里需要說明一個問題：為什么要即時編譯，而不是一次性的將中間代碼文件進(jìn)行編譯？答案很簡單：原因在于效率。在大型的應(yīng)用中，你很少會用到程序的全部功能，這種邊執(zhí)行邊編譯的措施比一次性的完全編譯效率更高。
在Windows平臺中，CLR帶有三個不同的JIT編譯器：
（7）缺省的編譯器---主編譯器，由它進(jìn)行數(shù)據(jù)流分析并輸出經(jīng)過優(yōu)化的本地代碼，所有的中間代碼指令均可被它處理。
（8）PREJIT，它建立在主JIT編譯器之上。其運行方式更象一個傳統(tǒng)的編譯器：每當(dāng)一個.NET組件被安裝時它就運行。
（9）ECONOJIT，在并不充分優(yōu)化的前提下，它能夠快速完成IL代碼到本地碼的轉(zhuǎn)換，編譯速度與運行速度都非常快。
為了配合編譯器的工作，在.NET SDK的安裝路徑下的/bin目錄中有一個負(fù)責(zé)管理JIT的應(yīng)用程序：jitman.exe。具體的使用參見聯(lián)機(jī)幫助。
（10）解決版本與發(fā)布問題。
在當(dāng)前以組件為基礎(chǔ)的系統(tǒng)中，開發(fā)人員和用戶對于軟件版本和發(fā)布中存在的問題已經(jīng)十分熟悉了。當(dāng)我們安裝一個新的應(yīng)用之后，我們很可能發(fā)現(xiàn)原本正常的某個應(yīng)用程序奇怪的停止了工作。絕大多數(shù)開發(fā)人員將時間花在了確保所有注冊表入口的一致性，以便激活COM類上。這就是所謂的“DLL地獄”。
.NET平臺通過使用集合來解決這一問題。在這里，“集合”是一個專有名詞，指類型與資源的發(fā)布單元，在很大程度上它等同于今天的DLL。正象.NET用元數(shù)據(jù)描述類型一樣，它也用元數(shù)據(jù)描述包含類型的集合。
通常說來，集合由四個部分組成：集合的元數(shù)據(jù)（集合的內(nèi)部清單）、元數(shù)據(jù)描述的類型、實現(xiàn)類型的中間語言代碼和一組資源。在一個集合中，以上四個部分并不是都必須存在，但是，集合中必須包含類型或資源，這樣集合才有意義。
在.NET中一個基本的設(shè)計方針是使用孤立的組件。一個孤立的集合的含義是指一個集合只能被一個應(yīng)用所訪問。在一臺機(jī)器上，它不被多個應(yīng)用共享，也不會受其它應(yīng)用程序?qū)ο到y(tǒng)的更改的影響?！肮铝ⅰ辟x予了開發(fā)人員在自己的程序中對代碼的完全控制權(quán)。
任何共享代碼都需要被明確地標(biāo)識。同時，.NET框架也支持共享集合的概念。一個共享集合指在一臺機(jī)器上被多個應(yīng)用共享的集合。共享集合需要嚴(yán)格地命名規(guī)定。
有了.NET，應(yīng)用程序間的共享代碼是明確定義的。共享集合需要一些額外的規(guī)則來避免我們今天遇到的共享沖突問題。共享代碼必須有一個全局***的名稱，系統(tǒng)必須提供名稱保護(hù)，并在每當(dāng)引用共享集合時，CLR將對版本信息進(jìn)行檢查。
CLR是什么，想必通過此文章你已經(jīng)了解的很透徹了吧。
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