用Visual Studio等IDE寫C#的Hello World非常簡單,但脫離了IDE你能不能打印出Hello World呢?這不是說工作時脫離IDE,而是學習一下CLR的執行模型.

Hello World

新建一個記事本,輸入如下代碼,另存為HelloWorld.txt.

using System;  namespaceHelloWorld  {    classProgram    {      static voidMain(string[] args) {        Console.WriteLine("Hello World!");        Console.ReadKey();      }    }  } 

打開Visual Studio 2008(2005,2010) 命令提示程序

卻換到HelloWorld.txt的目錄

運行命令:csc /out:Hello.exe HelloWorld.txt

如無意外,將會編譯出Hello.exe,能打印出Hello World.

CLR執行模型-編譯期

CLR程序的執行過程大致分為兩步,編譯期和運行期,編譯期過程大致如下圖:

其中編譯期邏輯上也可分為兩步：

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,元數據,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.

一般程序集都會包含很多源代碼文件(這里只有HelloWorld.txt)和資源文件,第二步就是把各個源代碼文件和資源文件對應編譯結果合并成程序集.

執行上面兩步就可以得到一個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?其實是必須明確告訴編譯器每個文件的怎么編譯,這個對應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查看會發現只是把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為編譯讓編譯器試圖去編譯它,不過會報錯.

運行期

上面生成了程序集,程序集內的是IL代碼,它還不是可運行的代碼.IL是與CPU無關的機器語言.直到程序集被調用,才會由JIT(Just-in-Time,實時)編譯器編譯為本機代碼(CPU指令).在運行時,CLR執行如下步驟:

◆ 檢查程序集的安全特性;

◆ 在內存中分配空間;

◆ 把程序集中的可執行代碼發送給JIT編譯器,把其中一部分編譯成本機代碼(CPU指令).

程序集的可執行代碼在需要的時候由JIT編譯編譯,然后本機代碼(CPU指令)就被緩存以備后來的程序中執行.一旦應用程序終止,編譯好的本機代碼也會被丟棄.

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WriteLine需要先JIT編譯,再執行.而由于已編譯WriteLine的代碼,所以第二個WriteLine會直接執行內存塊中的代碼,跳過JIT編譯.

由于分配內存,JIT編譯過程等,所以程序會在第一次運行時造成一些性能損失,寫ASP.NET時這種感覺特變明顯,按了F5會等很久才會顯示首頁.

下面模擬感受這個過程.用一大堆類延長內存分配的時間,參考這個文件HelloWorld.css(博客園不支持txt格式):

再次運行命令:csc /out:Hello.exe HelloWorld.txt,得到Hello.exe,執行時發現有一定的延遲才會打印出Hello World.

生成本機代碼

使用.NET提供的NGen.exe,可以將IL代碼編譯成本機代碼.可以解決上面的問題.NGen.exe有兩個作用:

加快應用程序的啟動速度.因為代碼已編譯為本機代碼,運行時不需要再花時間編譯

減少應用程序的程序集.如果一個程序集會同時加載多個進程.NGen.exe會將IL編譯成本機代碼,并保存到一個單獨的文件中.這樣就可以通過"內存映射"的方式,同時映射到多個進程中,使代碼共享.避免每個進程一份代碼.

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

運行如下命令:ngen install Hello.exe:

命令完成(在我的機器大概要10秒左右,到能再次輸入命令才完成)后運行Hello.exe會發現馬上就能打印出Hello World,沒有任何延遲.

對于ASP.NET,Microsoft另外提供了aspnet_compiler.exe,我們可以在ASP.NET程序建一個腳本(.bat)預編譯程序.以下是一個示例(from老趙的程序):

%SYSTEMROOT%/Microsoft.NET/Framework/v2.0.50727/aspnet_compiler -v / -p ./MyMvcDemo.Web.UI -f -errorstack ./Compliled 
PAUSE
關于aspnet_compiler.exe不多介紹,感興趣的可以自己搜索相關資料.