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.NET —— 免费开源的开发平台

.NET是一个免费、跨平台、开源的开发者平台，可以构建多种不同类型的应用。使用的是对开发者最为友好的MIT开源协议。

首先，.NET是一个软件开发平台，开发人员可以用来开发、构建不同的应用，所以，.NET包含对应的开发者包（Developer Pack）或软件开发工具（SDK）。

其次，基于.NET开发的应用需要在.NET提供的环境下运行，也就是对应的运行时(Runtime)环境。.NET SDK包含运行时环境，通常提供版本线下兼容的应用生成目标。

再次，Visual Studio 或 Visual Studio Code 作为编写代码的集成开发环境或代码编辑器，可以提供对SDK不同程度的使用支持（比如API、程序集的引用，软件包的管理等）、代码书写友好的环境或界面（比如代码高亮、智能提示、快速编写等）、软件开发流程的支持（比如软件测试、与其他工作流程的集成等）等，总之，以更好的帮助我们编写应用程序为目标。VS等的IDE会集成开发所需的SDK。

提到.NET框架，通常会被认为是.NET Framework，从.NET5版本开始，.NET基本开始作为全平台统一的开发运行框架开始发展（.NET Core更名为.NET，最新的.NET Framework 4.8作为 .NET Frameork 的最后一个版本，会得到安全性和可靠性的持续维护），基于 .NET平台可以直接开发运行于不同系统的应用程序、App、云应用、Web网站等。

.NET Framework

微软于2002年2月13日正式推出第一代.NET平台 .NET Framewrok 1.0，.NET Framework 主要提供了面向 Windows 桌面（WinForm、WPF【.NET Framework 3.0时推出】）、服务器（ASP.NET Web Forms、ASP.NET、Windows服务等）、本地和网络访问等功能的基础开发框架。

.NET框架的架构组成

.NET主要有两部分组成：公共语言运行时（Common Language Runtime-CLR）和框架类库（Framework Class Library-FCL），基础类库（Base Class Library-BLC）是框架类库的子集，也是框架类库的基础，框架类库提供了软件开发的模板和基础能力。

.NET 框架中，运行于底层的是公共语言运行时（CLR），它是公共语言基础设施（Common Language Infrastructure-CLI）的一个实现，它提供了.NET程序的运行环境，使得.NET应用程序可以执行，并直接与操作系统交互（调用系统API）。

CLI（公共语言基础设施）是一个规范，类似于产品经理撰写的产品说明书。一共包括四个部分：CTS、IL、底层文件、元数据格式。

在微软开始 .NET 框架的搭建时，曾向 ECMA 标准化组织提交了 CLI 的全部内容（www.ecma-international.org/publication…

而，CLR则是对CLI的一个实现（implementation），类似于开发者遵循产品说明书所开发出来的产品。

除了CLR之外，CLI的其他实现还有Mono、Core CLR、Mono、Rotor等。

在 CLR 之上，.NET 框架提供了全面、丰富的框架类库 (FCL)，这些类库可以通过 CLR 调用操作系统的 API，从而实现各种功能。

框架类库(FCL)为开发者编写.NET平台的各种各样的应用程序，提供了最基础的能力和最便捷的方式。

在类库之上，基于CTS实现的各种语言，如C#、VB.NET、F#等，可以访问框架类库，为实现一定的功能编写相关的代码。

公共语言规范（Common Language Specification-CLS）作为 .NET语言应该必须实现的最小功能集(CTS 的一个子集)，用于实现各个不同 .NET语言之间的相互调用或程序集的相互使用。如果基于CTS创建的新语言不满足CLS的要求，则该新语言就无法被其他.NET语言（的程序集）使用。

对于CLR在运行时管理程序的执行，还会涉及以下部分的内容：

内存管理和垃圾回收
代码安全验证
代码执行、线程管理及异常处理

所有遵从CTS的语言，都可以看作是.NET语言，而如果该语言还满足CLS，则可以直接与其他的.NET语言（如C#、VB.NET）相互使用。

CTS更标准的名称应该是“公共类型规范”-Common Type Specification（来自官方文档）。

目前所能查到的资料基本都称之为“公共类型系统”，不过不影响其本质含义和作用。虽然感觉“公共类型规范”的名称更贴切。

代码的执行原理

任何编程语言想要被计算机理解，都需要转换为机器码才能执行。因此，在转换为机器码执行的方式上，主要产生了两种：编译和解释。

编译执行：通俗来说就是，将编程语言写的代码转换为机器码，然后在用到的时候直接执行编译后的机器码；
解释执行：一边转换为机器码一边执行。也就是每次执行时都要读取源代码，然后一行行的执行。

编译（compile）是将一种语言转换为另一种语言的动作。通常另一种语言是机器码（machine code，也称为本地代码native code），即计算机中存储执行的0和1组成的(二进制)代码，编译后生成的文件也叫目标文件。编译的目标语言也可以是某种公共语言或中间语言(Intermediate Language-IL)

像C#等.NET系语言，会先将其转换为公共中间语言（Common Intermediate Language-CLI，也称为MSIL微软中间语言），比如将C#语言的程序文件，会先将其编译为中间语言IL的exe或dll文件，然后才能运行或被其他程序调用。

IL、MSIL 和 CIL 指的是同一种东西，CIL使用较多。

IL是一个基于栈的、面向对象的高级语言。

解释（interpret）会读取一行代码然后转换为机器码并执行，然后在执行后面的代码，并不会产生目标文件。每次运行解释型语言，都要重新解释（从源代码转换为机器码）一遍。也因此，通常情况下，解释型语言执行速度较慢，常用作脚本语言使用。

.NET代码的两步编译和运行（跨平台实现）

.NET的代码会先编译为中间代码，与C、C++等直接编译为机器码的编译型语言有所不同。

.NET语言会通过两步编译转换为机器码（也可以说是一步编译 + 一步解释）：

第一步：使用.NET自带的编译器生成生成IL中间语言。IL语言无法被机器直接执行。【java类似，它的中间层叫做字节码(bytecode)】
第二步：在运行时(runtime)，CLR使用JIT（just-in-time，即时编译）将IL转换为机器码并执行。

csc.exe 是 .NET Framework 中自带的将C#代码编译为IL中间代码的编译器。

CLR是.NET程序执行的基础，是.NET中最重要的组件，没有之一。

IL或字节码转换为机器码时，会使用对应机器的解释器来执行，以做到在不同的机器平台上运行。此时的解释器执行时，采用的是即时编译的形式（一句句编译中间代码，但是会将翻译后的机器代码缓存起来，以减少性能损耗）。也因此，它的性能比普通的没有缓存功能的解释型语言要快。

但是，执行完毕，程序退出后，缓存的代码会被回收。每次运行时都需要重新即时编译和缓存。

同样的，(初次)启动编译中间代码程序时，会比较慢，运行中则使用的是机器码。

跨平台的口号：“一次编译，到处运行”，其中的"一次编译"指的就是第一步编译，转化为中间语言；“到处运行”则是通过JIT即时编译，在任何机器上执行。

跨平台的实现依靠的是中间层代码来解决的。

【不同操作系统和处理器的机器码(本地代码)是不同的】

附：.NET Framewrok不同版本的发布时间线

从2002年 .NET Framewrok 1.0 开始，后面逐渐推出了功能和性能更加完备的增强版本。

.NET Framewrok 1.0：2002年2月，CLR 1.0、C# 1.0、VS2002（上一个版本叫Visual Studio 6）
.NET Framewrok 1.1：2003年4月，CLR 1.1、C# 1.2、VS2003
.NET Framewrok 2.0：2005年11月，CLR 2.0、C# 2.0、VS2005。C# 2。0 推出了泛型。
.NET Framewrok 3.0：2006年11月，CLR 2.0、C# 3.0（不含linq）、VS2005。推出了WCF（统一Web服务通信）、WPF（现代UI框架）、WF（工作流）等。
.NET Framewrok 3.5：2007年11月，CLR 2.0、C# 3.0、VS2008。C# 3推出了最重要linq功能，以及扩展方法、lambda表达式等。
.NET Framewrok 3.5 SP1：新增ADO.NET Entity Framework
.NET Framewrok 4.0：2010年4月，CLR 4、C# 4.0、VS2010。主要增加了动态语言运行时（DLR）和任务并行库（TPL,包括PLINQ、Task等）。
.NET Framewrok 4.5：2012年8月，CLR 4、C# 5.0、VS2012。C# 5推出了async/await异步操作方式。
.NET Framewrok 4.5.1：2013年10月，CLR 4、C# 5.0、VS2013
.NET Framewrok 4.5.2：2014年5月，CLR 4、C# 5.0、VS2013
.NET Framewrok 4.6：2015年7月，CLR 4、C# 6.0、VS2015
.NET Framewrok 4.6.1：2015年11月，CLR 4、C# 6.0、VS2015
.NET Framewrok 4.6.2：2016年8月，CLR 4、C# 7.0、VS2017
.NET Framewrok 4.7：2017年4月，CLR 4、C# 7.1、VS2017
.NET Framewrok 4.7.1：2017年10月，CLR 4、C# 7.2、VS2017
.NET Framewrok 4.7.2：2018年4月，CLR 4、C# 7.3、VS2017
.NET Framewrok 4.8：2019年4月，CLR 4、C# 8.0、VS2019

.NET平台.NET Framework的架构组成和跨平台原理