很多人沒有將C#、.NET Framework（.NET框架）、CLR（Common Language Runtime，公共語言執行庫）這三者之間的關係區分清楚，認為其版本號是一一對應的。其實不然，.NET框架是一個獨立釋出的軟體包，其包含了CLR、類庫以及相關的語言編輯器等工具。C#程式碼經過編譯之後在CLR環境中執行。由於.NET框架3.0/3.5其實是.NET2.0的擴充套件（只是增加了一些新的程式集），所以.NET3.0/3.5的CLR版本還是2.0.而且.NET3.0其實只擴充套件了WF、WPF、WCF、WCS等元件，並沒有提供新的C#編譯器，直到.NET3.5中才打包了C#3.0的編譯器。.NET4.0在3.0上針對WF、WCF進行了一些新功能增加，所以.NET框架、CLR和C#的版本之間的對應關係如下表所示：

也就是說，對於那些不涉及新程式集的C#3.0新特性（比如自動屬性、匿名屬性等）在.NET2.0的環境中也可以執行，CLR對這些特性是一無所知的。

1、C#是一種面向物件程式語言，是為開發.NET框架上的程式而設計的。

（1）C#是由C和C++衍生出來的，所以其可呼叫由 C/C++ 編寫的本機原生函式，同時不損失C/C++原有的強大的功能。

（2）C#所開發的程式原始碼並不是編譯成能夠直接在作業系統上執行的二進位制原生代碼。它是被編譯成為中間程式碼，然後通過.NET框架的虛擬機器（即CLR）來執行。所以如果計算機上沒有安裝.Net框架，那麼程式將不能夠被執行。在執行的過程中，.Net框架會將中間程式碼翻譯成為二進位制機器碼，從而使它得到正確的執行。最終翻譯的二進位制程式碼將被儲存在一個緩衝區中。所以一旦程式使用了相同的程式碼，那麼將會呼叫緩衝區中的版本。這樣如果一個.Net程式第二次被執行，那麼這種翻譯不需要進行第二次，速度會明顯加快。

2、.NET框架有三部分組成（如下圖）：

1）CLR的介紹參考3

2）程式設計工具：涵蓋了編碼和除錯需要的一切:包含：VisualStudio整合開發環境、.NET相容的編譯器（例如：C#、VB、JScript和託管的C++）、偵錯程式、伺服器端改進（比如ASP.NET）

3）BCL（Base Class Library，基類庫）：是.NET框架使用的一個大的類庫，而且也可以在你的程式中使用。包括以下一些類。

    1>通用基礎類：這些類提供了一組極為強大的工具，可以應用帶廣泛的程式設計任務中，比如字串操作、安全和加密。

    2>集合類：這些類實現了列表、字典、散列表以及位陣列。

    3>執行緒和同步類：這些類用於建立多執行緒程式。

    4>XML類，這些類用於建立、讀取以及操作XML文件。

3、CLR（公共語言執行庫）在執行期管理程式的執行：主要包含：記憶體管理、程式碼安全驗證、程式碼執行、垃圾收集。如下圖

（1）自動垃圾收集：CLR有一項服務稱為GC（Garbage Collector，垃圾收集），它能為你自動管理記憶體。

       1）GC自動從記憶體中刪除程式不再訪問的物件

       2）GC是程式設計師不再操心許多以前必須執行的任務，比如釋放記憶體和檢查記憶體洩漏。這可不是小特性，因為檢查記憶體洩漏可能非常困難而且耗時。

4、程式碼的編譯過程：

  （1）編譯成CIL：.NET語言的編譯器接受原始碼檔案，並生成名為程式集的輸出檔案。程式集可以是可執行檔案或DLL（如下圖所示）

       1>程式集裡的程式碼並不是本機程式碼，而是一種名稱為CIL（Common Intermediate Language，公共中間語言）的中間程式碼。

       2>程式集包含的資訊中，包含下列專案：程式的CIL、程式中使用的型別的元資料、對其他程式集引用的元資料

   （2）編譯成本機程式碼並執行：程式的CIL直到它被呼叫執行時才會被編譯成本機程式碼。在執行時，CLR執行下面的步驟（如下圖）

        1>檢查程式集的安全特性

        2>在記憶體中分配空間

        3>把程式集中的可執行程式碼傳送給實時（Just-in-Time）編譯器，把其中的一部分編譯成本機程式碼。  

        程式集中的可執行程式碼在需要的時候由實時編譯器編譯，然後它就被快取以備在後來的程式中執行，使用這個方法意味著不被呼叫的程式碼不會被編譯成本機程式碼，而且被呼叫到的程式碼只被編譯一次。

        一旦CIL被編譯成本機程式碼，CLR就在它執行時管理它，執行像釋放無主記憶體、檢查陣列邊界、檢查引數型別和管理異常之類的任務。這裡產生了兩個重要的術語：

       託管程式碼：為.NET框架編寫的程式碼稱為託管程式碼，需要CLR。

       非託管程式碼：不在CLR控制之下執行的程式碼，比如Win32C/C++ DLL，成為非託管程式碼。

  （3）編譯和執行綜述：無論原始原始檔的語言是什麼，懂遵循同樣的編譯和執行過程。

 

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