.NET概念：.NET程序編譯和運行

程序的編譯和運行，總得來說大體是：首先寫好的程序是源代碼，然后編譯器編譯為本地機器語言，最后在本地操作系統運行。

下圖為傳統代碼編譯運行過程：

.NET的編譯和運行過程與之類似，首先編寫好的源代碼，然后編譯為微軟中間語言代碼，運行的時候即時編譯為本地機器語言，同時.NET代碼運行時有一個CLR環境來管理程序。如下圖為.NET代碼編譯運行過程：

下面詳細介紹下編譯運行時的一些概念。
1．MSIL和JIT
在編譯使用.NET 框架創建的代碼時，不是立即創建操作系統特定的本機代碼，而是把代碼編譯為微軟中間語言（Microsoft Intermediate
Language，MSIL）代碼，這些MSIL代碼不專用于任何一種操作系統，也不專用于任何一種語言，有些類似于JAVA的字節碼。C#及其他.NET語言，如VB.NET在編譯階段都編譯為這種語言。
因為代碼在編譯階段沒有直接編譯成本機代碼，所以在執行應用程序時，必須完成更多的工作，這就是Just—In－Time（JIT）編譯器的任務。
JIT把MSIL編譯為專用于某種操作系統和目標機器結構的本機代碼，只有這樣，操作系統才能執行應用程序。這里編澤器的名稱Just—In—Time，反映了MSIL僅在需要時才編譯的特性。
過去，常常需要把代碼編譯為幾個應用程序，每個應用程序用于特定的操作系統和CPU結構，這通常是一種優化形式（例如，為了讓代碼在AMD芯片上運行將更快），但更多時候是必須的（例如分別運行在Windows和Linux操作系統上）。現在就不必要了，顧名思義，JIT編譯器使用MSIL代碼，而MSIL代碼是獨立于機器、操作系統和CPU的。目前有幾種JIT編譯器，每種編譯器都用于不同的結構，我們總能找到一個合適的編譯器創建所需的本機代碼。這樣，用戶需要做的工作就比較少了，實際上，用戶不必考慮與系統相關的細節，只需要把注意力放在代碼的功能上就足夠了。

2．程序集
在編譯應用程序時，創建的MSIL代碼存儲在一個程序集中，程序集包括可執行的應用程序文件（這些文件可以直接在Windows上運行，不需要其他程序，其擴展名為.exe）和其他應用程序使用的庫（其擴展名是.dll）。

除了包含MSIL外，程序集還包含元數據（即程序集中包含的數據信息）和可選的資源（MSIL使用的其他數據，例如聲音和圖片文件）。在程序集包含的所有文件中，有一個文件用于保存清單。（清單是元數據部分中一組數據表的集合，其中包含了程序集中一部分文件的名稱，描述了程序集的版本，語言文化，發布者，共有導出類型，以及組成該程序集的所有文件）。需要注意的是一個程序集只能一個程序清單。

元數據允許程序集是完全自我描述的，不需要其他信息就可以使用程序集。也就是說，我們不再需要把應用程序所需要的數據添加到系統注冊表中，因此，部署應用程序就非常簡單了，只需把文件復制到遠程計算機中的目錄下即可。

當然，不必把運行應用程序所需要的所有信息都安裝到一個地方。我們可以編寫一些程序集，執行多個應用程序所要求的任務。此時，通常把這些可重用的程序集放在所有應用程序都可以訪問的地方。在.NET
框架中，這個地方是“全局程序集高速緩沖存儲器”（Global Assembly cache），有相應的工具可以幫助把程序集放在高速緩沖存儲器中。

3．托管代碼

在把代碼編譯為MSIL，再用JIT編譯器把它編譯為本機代碼后，CLR的任務還沒有完全完成。用.NET
框架編寫的代碼在執行時是托管的，即CLR管理著應用程序，其方式是管理內存、處理安全性，以及允許進行跨語言調試等。相反，不在CLR控制之下運行的應用程序是非托管的，某些語言如C++可以用于編寫這類應用程序，例如，訪問操作系統的低級功能。使用C#主要編寫在托管環境下運行的代碼，它們使用CLR的托管功能，讓.NET自己與操作系統進行交互，當然也可以編寫在非托管環境下運行的代碼，但需要特別標注。托管代碼的優點有：1、平臺無關性，2、提高性能，3、語言的互操作性。

4．垃圾回收

托管代碼最重要的一個功能是垃圾回收（Garbage
Collection），它可確保應用程序不再使用某些內存時，這些內存就會被完全釋放。在.NET推出以前，這項工作主要由程序員負責，代碼中的幾個簡單錯誤會把大塊內存分配到錯誤的地方，使這些內存神秘失蹤。這通常意味著計算機的速度逐漸減慢，最終導致系統崩潰。

.NET無用存儲單元收集器會頻繁檢查計算機內存，從中刪除不再需要的內容。它可能一秒鐘內會進行上千次的檢查，也可能幾秒鐘檢查一次，或者隨時進行檢查，但可以肯定的是進行了檢查。

5.應用程序域

在以前傳統的開發中我們都知道，一個應用程序對應一個進程，并為該進程指定虛擬內存，由操作系統來映射實際的物理內存，有效的維護了進程之間的安全性。但另一方面，每一個進程都會消耗一定的系統資源，降低了性能，并且進程間的通信也比較麻煩。
在.Net中推出了一個新的概念：應用程序域(AppDomain)。可以理解成很多應用程序域都可以運行在同一個.NET的進程中，可以降低系統消耗，同時不同的域之間互相隔離，在安全性方面有保障。另外對于同一個進程內不同域之間的通信也相對簡單一點。