Все кто когда-либо занимались программированием, знают, что исходный код который в пишите, компилируется компилятором в машинный код. В CLR это работает немного иначе.
Компиляция исходного кода в управляемые модули
Чтобы код, который вы написали, стал машинным, ему нужно пройти CLR-совместимый компилятор IL-кода, который как понятно из названия, компилирует IL-код (его также называют управляемым кодом, потому-что CLR может управлять его выполнением)
Составные части управляемого модуля:
Каждый компилятор, предназначенный для CLR, помимо генерирования IL-кода, должен также создавать полные метаданные (metadata) для каждого управляемого модуля. Проще говоря, метаданные — это набор таблиц данных, описывающих то, что определено в модуле, например типы и их члены. В метаданных также есть таблицы, указывающие, на что ссылается управляемый модуль, например на импортируемые типы и их члены. Метаданные расширяют возможности таких старых технологий, как библиотеки типов COM и файлы IDL (Interface Definition Language,
язык описания интерфейсов). Важно отметить, что метаданные CLR содержат куда более полную информацию. И, в отличие от библиотек типов (классов) и IDL-файлов, они всегда связаны с файлом, содержащим IL-код. Фактически метаданные всегда встроены в тот же EXE- или DLL-файл, что и код, так что их нельзя разделить. А поскольку компилятор генерирует метаданные и код одновременно и привязывает их к конечному управляемому модулю, возможность рассинхронизации метаданных и описываемого ими IL-кода исключена.
Метаданные находят много применений. Перечислим лишь некоторые из них.
- Метаданные устраняют необходимость в заголовочных и библиотечных файлах при компиляции, так как все сведения об упоминаемых типах/членах содержатся в файле с реализующим их IL-кодом. Компиляторы могут читать метаданные прямо из управляемых модулей.
- Среда Microsoft Visual Studio использует метаданные для облегчения написания кода. Ее функция IntelliSense анализирует метаданные и сообщает, какие методы, свойства, события и поля предпочтительны в данном случае и какие именно параметры требуются конкретным методам.
- В процессе верификации кода CLR использует метаданные, чтобы убедиться, что код совершает только «безопасные по отношению к классам» операции.
Языки программирования C# , Visual Basic, F# и IL-ассемблер всегда создают модули, содержащие управляемый код (IL) и управляемые данные (данные, поддерживающие сборку мусора). Для выполнения любой программы на этих языках, на машине конечного пользователя должна быть установлена среда CLR (в составе .NET Framework).
По умолчанию компилятор Microsoft C++ создает EXE- и DLL-файлы, которые содержат неуправляемый код и неуправляемые данные. Для их выполнения CLR не требуется. Однако если вызвать компилятор C++ с параметром /CLR в командной строке, он создаст управляемые модули (и конечно, для работы этих модулей должна быть установлена среда CLR). Компилятор C++ стоит особняком среди всех упомянутых компиляторов производства Microsoft — только он позволяет разработчикам писать как управляемый, так и неуправляемый код и встраивать его в единый модуль. Это также единственный компилятор Microsoft, разрешающий
программистам определять в исходном коде как управляемые, так и неуправляемые типы данных. Компилятор Microsoft предоставляет разработчику непревзойденную гибкость, позволяя использовать существующий неуправляемый код на C/C++ из управляемого кода и постепенно, по мере необходимости, переходить на управляемые типы
Объединение управляемых модулей в сборку
На самом деле среда CLR работает не с модулями, а со сборками. Сборка (assembly) — это абстрактное понятие, понять смысл которого на первых порах бывает нелегко. Во-первых, сборка обеспечивает логическую группировку одного или нескольких управляемых модулей или файлов ресурсов. Сборка может состоять из одного или нескольких файлов — все зависит от выбранных средств и компиляторов. В контексте среды CLR сборкой называется то, что мы обычно называем компонентом. Программа создаёт единственный файл PE32(+) который обеспечивает логическую группировку файлов. При этом, в файл PE32(+) включается блок данных, который называют манифестом (manifest). Манифест представляет собой набор метаданных, которые описывают все файлы сборки.
По умолчанию, компиляторы сами преобразуют управляемый модуль в сборку. То есть компилятор C# создает управляемый модуль с манифестом, указывающим, что сборка состоит только из одного файла.
Таким образом, в проектах, где есть только один управляемый модуль и нет файлов ресурсов (или файлов данных), сборка и является управляемым модулем, поэтому выполнять дополнительные действия по компоновке приложения не нужно.
Сборка позволяет разделить логическое и физическое представления компонента, поддерживающего многократное использование, безопасность и управление версиями. Разбиение программного кода и ресурсов на разные файлы полностью определяется желаниями разработчика. Например, редко используемые классы и ресурсы можно вынести в отдельные файлы сборки. Отдельные файлы могут загружаться по запросу из Интернета по мере необходимости в процессе выполнения
программы. Если некоторые файлы не потребуются, то они не будут загружаться, что сохранит место на жестком диске и сократит время установки программы. Сборки позволяют разбить на части процесс развертывания файлов, при этом все файлы будут рассматриваться как единый набор. Модули сборки также содержат сведения о других сборках, на которые они ссылаются (в том числе номера их версий). Эти данные делают сборку самоописываемой (self-describing). Другими словами, среда CLR может определить все прямые зависимости данной сборки, необходимые для ее выполнения. Не нужно размещать
никакой дополнительной информации ни в системном реестре, ни в доменной службе AD DS (Active Directory Domain Services). Вследствие этого развертывать сборки гораздо проще, чем неуправляемые компоненты.
Материал взят из книги: CLR via C# .