CLR执行模式之托管代码程序集浅析

CLR即公共语言运行时，是一个可由多种编程语言使用的‘运行时’，其核心功能（内存管理，程序集加载，安全性，异常处理和线程同步等）均可由面向CLR的所有语言使用。运行时不必关心开发人员用哪一种语言写源代码，只要编译器是面向CLR的。

通过语言对应的编译器检查语法和分析源码编译生成某些托管模块（PE32或PE32+）通过数据执行保护(DEP)和地址空间布局随机化(ASLR)增强整个系统的安全性。接下来详说其主要组成部分：

• PE32或PE32+：标准Windows PE文件头（一种格式），使用PE32格式文件能在Win32位或64位版本上运行，使用PE32+只能在64位上运行。其标识了文件类型对于只包含IL代码的模块PE32（+）头的大多数信息会被忽视，如果包含本机CPU代码的模块，这个头包含与本机CPU代码有关的信息。
• CLR头：包含是这个模块成为托管模块的信息（要求的CLR版本，一些标志，托管模块入口方法的元数据以及模块的元数据，资源强名称，一些标志及其他不太重要的数据项的位置）
• 元数据：每个托管模块都包含元数据表。主要有两种，一种描述源代码中定义的类型和成员，另一种描述源代码引用的类型和成员。
• IL(中间语言)代码：编译器编译源代码时生成的代码，在运行时将IL编译成本机CPU指令。

简单来说一种格式标准让其成为一种模块，模块中元数据其实就是数据表的集合，用以关联IL代码文件可以说是同步的。

元数据的加入有许多用途：

• 编译器直接从托管模块读取元数据，避免对原生C/C++头和库文件的需求。
• 帮助你写代码（智能感知技术）
• CLR代码验证过程使用元数据确保代码只执行“类型安全”的操作。
• 允许将对象的字段序列化到内存块，将其发送给另一台机器，然后反序列化在远程机器上重建对象状态
• 垃圾回收器的实现

CLR其实不和模块工作，通常将一个或多个模块/资源文件逻辑性分组成程序集(抽象概念,是重用，安全性以及版本控制的最小单元，相当于组件)。编译器默认将生成的托管模块转换成程序集，C#编译器生成的是含有清单的托管模块，清单指出程序集只由一个文件构成。所以对于只有一个托管模块且无资源文件的项目，程序集就是托管模块。在程序集的模块中，包含于引用的程序集有关的信息，这些信息使程序集能够自描述(C#通过元数据来描述自身，当执行代码时，运行库将元数据加载到内存，并引用他来发现有关代码的类成员等信息)。程序集吧逻辑表示与物理表示区分开，便于部署文件节省空间缩短安装时间。