.NET大牛之路 • 王亮@精緻碼農 • 2021.07.06
目錄：
- [001] .NET 其名
- [002] 什麼是 .NET
- [003] .NET 的發展簡史
- [004] .NET 的現狀和未來
- [005] .NET 的執行模型
- [006] 瞭解 Roslyn 編譯器
- [007] 詳解 .NET 程序集
- [008] 理解 CTS 和 CLS
- [009] 使用 VSC 開發 .NET 應用
- [010] 拆解一個簡單的 C# 程序
……
前面我們介紹 .NET 歷史時講過，微軟基於 .NET Framework 重新設計並創造了跨平臺的 .NET Core，目前已經發展到 .NET 5 版本，它的性能較之前的 .NET Framework 有巨大的提升。而 .NET Framework 產品線也被宣告終止(微軟仍會繼續維護，只是不會再發布新版本)，它的最後個版本 .NET Framework 4.8 成爲了絕唱。
.NET Framework 終將成爲歷史，我們要把思想從 .NET Framework 跳到 .NET Core/.NET 5+，首先要弄明白它們的執行模型和底層架構發生了什麼變化。
注：爲了簡單起見，下文所說的 .NET Core 包含 .NET Core 和 .NET 5+。
我們先從一個高的角度來理解一下 .NET Core 執行模型的全貌，後面章節再從低的角度逐個拆開講解各個模塊。
.NET Core 的執行模型有兩種，一種是基於 CoreCLR 運行時，這種和 .NET Framework 的執行模型幾乎一樣；另一種是基於 Native AOT 本地運行時，這是 .NET Core 新增的一種執行模型。
基於 CoreCLR
CoreCLR 和原來 .NET Framework 的 CLR(Common Language Runtime，公共語言運行時)幾乎是一樣的，只是 CoreCLR 去除了特定於 Windows 操作系統的部分，實現了跨平臺。所以除了 CLR 運行時有些不同之外，它們的執行模型是一樣的。
注意，平時我們會把 CoreCLR 習慣性地簡稱爲 CLR，在 .NET Core 語境中，CLR 指的就是 CoreCLR。
基於 CoreCLR 的執行模型用簡單流程圖表示如下：
源代碼經過編譯器編譯，生成程序集，運行的時候，再由 CLR 針對不同的操作系統和 CUP 架構(如 x86、x64 或 ARM)把程序集編譯成本地代碼(Native Code)，本地代碼可由操作系統直接運行。
注：在 .NET 中，本地代碼就是機器碼(Machine Code)，只是叫法不同。它是處理器能夠理解並直接執行的字節碼指令。所有其他代碼必須翻譯或轉換爲機器碼才能在計算機上運行。
基於 Native AOT
.NET Core 基於 CoreCLR 提煉出了一個精簡版的本地運行時，移除了 JIT 編譯器，保留了垃圾回收器、內存管理等模塊。這個本地運行時之前的代號叫 CoreRT ，現在叫 Native AOT 。
Native AOT 運行時提供了一套 AOT(Ahead Of Time) 提前編譯機制，它使用的是新一代的 RyuJIT 編譯器，可以將 .NET Core 程序編譯成本地代碼(機器碼)，可在宿主機器直接運行，不需要提前安裝 .NET Core 運行時。
基於 Native AOT 運行時的執行模型用簡單流程圖表示如下：
源代碼經過編譯器編譯，直接生成本地代碼，發佈時將本地代碼和本地運行時一起打包爲單個可執行文件，可直接在操作系統上運行。
要使用本地運行時，在 VS 中發佈時請選擇 Self-Contained 模式，同時需指定目標平臺及 CPU 架構（如win-x64、linux-x65等）。由於打包的文件包含本地運行時，所以它要比基於 CoreCLR 發佈的文件要大幾十兆。
使用 Native AOT 本地運行時有兩大好處：一是發佈時只有一個文件，已經包含本地運行時，不需要提前安裝運行時環境，可直接在宿主機上運行；二是啓動時本身就是機器嗎，不要經過 JIT 編譯器編譯，啓動效率更高。
小結
.NET Core 基於 CoreCLR 的執行模型和原來 .NET Framework 的執行模型是一樣的，沒有發生大的變化。另外，.NET Core 新增了一種基於 Native AOT 本地運行時的執行模型，它使用了 AOT 編譯機制，可直接把 .NET Core 程序編譯成機器碼。
希望大家根據文中的流程圖理解 .NET Core 兩個執行模型的全貌，並牢記。這有助於我們理解 .NET 程序的運行原理，也是面試的高頻話題。關於執行模型中的主要核心模塊（編譯器、程序集和運行時），後面的章節再單獨詳細講解。