用Visual Studio等IDE寫C#的Hello World非常簡(jiǎn)單，但脫離了IDE你能不能打印出Hello World呢?這不是說(shuō)工作時(shí)脫離IDE，而是學(xué)習(xí)一下CLR的執(zhí)行模型.

　　Hello World

1. 新建一個(gè)記事本，輸入如下代碼，另存為HelloWorld.txt。

   using System;namespace HelloWorld{   class PRogram   {        static void Main(string[] args) {            Console.WriteLine("Hello World!");            Console.ReadKey();        }    }}

2. 打開(kāi)Visual Studio 2008(2005,2010) 命令提示程序
3. 切換到HelloWorld.txt的目錄
4. 運(yùn)行命令：csc /out:Hello.exe HelloWorld.txt

　　如無(wú)意外，將會(huì)編譯出Hello.exe，能打印出Hello World。

　　CLR執(zhí)行模型-編譯期

　　CLR程序的執(zhí)行過(guò)程大致分為兩步，編譯期和運(yùn)行期，編譯期過(guò)程大致如下圖:

　　其中編譯期邏輯上也可分為兩步:

1. CLR(C#)編譯器接受源代碼文件，并編譯為托管模塊。托管模塊包括IL代碼、元數(shù)據(jù)、CLR頭等組成部分。上面的例子中就是將HelloWorld.txt編譯成托管模塊。
2. 一般程序集都會(huì)包含很多源代碼文件(這里只有HelloWorld.txt)和資源文件，第二步就是把各個(gè)源代碼文件和資源文件對(duì)應(yīng)編譯結(jié)果合并成程序集。

　　執(zhí)行上面兩步就可以得到一個(gè)XX.dll或XX.exe的程序集，就像上面的Hello.exe。

　　編譯器如何知道要編譯成托管模塊還是資源文件?其實(shí)是必須明確告訴編譯器每個(gè)文件的怎么編譯，這個(gè)對(duì)應(yīng)Visual Studio的文件屬性的生成操作.

　　右擊任何Visual Studio解決資源方案的文件-->屬性-->生成操作:

　　指定Class1為嵌入的資源，用ILSpy查看會(huì)發(fā)現(xiàn)只是把Class1嵌入到程序集中，名稱為:命名空間.文件名:

　　你甚至可以將一張圖片設(shè)為編譯讓編譯器試圖去編譯它，不過(guò)會(huì)報(bào)錯(cuò)。

　　運(yùn)行期

　　上面生成了程序集，程序集內(nèi)的是IL代碼，它還不是可運(yùn)行的代碼。IL是與CPU無(wú)關(guān)的機(jī)器語(yǔ)言，直到程序集被調(diào)用，才會(huì)由JIT(Just-in-Time，實(shí)時(shí))編譯器編譯為本機(jī)代碼(CPU指令)。在運(yùn)行時(shí)，CLR執(zhí)行如下步驟:

1. 檢查程序集的安全特性;
2. 在內(nèi)存中分配空間;
3. 把程序集中的可執(zhí)行代碼發(fā)送給JIT編譯器，把其中一部分編譯成本機(jī)代碼(CPU指令)。

　　程序集的可執(zhí)行代碼在需要的時(shí)候由JIT編譯器編譯，然后本機(jī)代碼(CPU指令)就被緩存以備后來(lái)的程序中執(zhí)行。一旦應(yīng)用程序終止，編譯好的本機(jī)代碼也會(huì)被丟棄。

　　例如如果將上面的代碼改為:

static void Main(string[] args) {    Console.WriteLine("Hello");    Console.WriteLine("World!");    Console.ReadKey();}

　　第一個(gè)WriteLine需要先JIT編譯，再執(zhí)行。而由于已編譯WriteLine的代碼，所以第二個(gè)WriteLine會(huì)直接執(zhí)行內(nèi)存塊中的代碼，跳過(guò)JIT編譯。

　　由于分配內(nèi)存、JIT編譯過(guò)程等，所以程序會(huì)在第一次運(yùn)行時(shí)造成一些性能損失，寫asp.net時(shí)這種感覺(jué)特變明顯，按了F5會(huì)等很久才會(huì)顯示首頁(yè)。

　　下面模擬感受這個(gè)過(guò)程。用一大堆類延長(zhǎng)內(nèi)存分配的時(shí)間，參考這個(gè)文件HelloWorld.cs(博客園不支持txt格式):

　　再次運(yùn)行命令:csc /out:Hello.exe HelloWorld.txt，得到Hello.exe，執(zhí)行時(shí)發(fā)現(xiàn)有一定的延遲才會(huì)打印出Hello World。

　　生成本機(jī)代碼

　　使用.NET提供的NGen.exe，可以將IL代碼編譯成本機(jī)代碼，可以解決上面的問(wèn)題。NGen.exe有兩個(gè)作用:

1. 加快應(yīng)用程序的啟動(dòng)速度。因?yàn)榇a已編譯為本機(jī)代碼，運(yùn)行時(shí)不需要再花時(shí)間編譯。
2. 減少應(yīng)用程序的程序集。如果一個(gè)程序集會(huì)同時(shí)加載多個(gè)進(jìn)程，NGen.exe會(huì)將IL編譯成本機(jī)代碼，并保存到一個(gè)單獨(dú)的文件中。這樣就可以通過(guò)"內(nèi)存映射"的方式，同時(shí)映射到多個(gè)進(jìn)程中，使代碼共享，避免每個(gè)進(jìn)程一份代碼。

　　再次運(yùn)行 Visual Studio 2008(2005,2010) 命令提示程序

　　運(yùn)行如下命令：ngen install Hello.exe:

　　命令完成(在我的機(jī)器大概要10秒左右，到能再次輸入命令才完成)后，運(yùn)行Hello.exe會(huì)發(fā)現(xiàn)馬上就能打印出Hello World，沒(méi)有任何延遲。