源代码——》托管模块——》程序集—JIT—》编程CPU指令

1.1     在.NET框架下,首先将源代码编译为托管模块

CLR编译过程：C#源码文件——（C#编译器编译）——》托管模块

托管模块是一个需要CLR环境才能执行的标准windows PE文件，包含IL和元数据以及PE表头和CLR表头。

iL: 又叫托管代码,是编译器编译原文件后产生的指令,CLR会在运行时将IL编译成本地CPU指令。

元数据实际上是一个数据表集合，用来描述托管模块中所定义和引用的内容。VS能够智能感知就得益于元数据的描述

内容： 1.描述了模块中定义的内容，比如类及其成员
             2.指出了托管模块引用的内容，比如导入的类及其成员
             3.清单manifest，描述了构成Assembly的文件，由Assembly中的文件实现的公共导出类型，与Assembly相关联的资源/数据文件
元数据总是嵌入到与代码相同的EXE/DLL中，始终与IL保持同步

用途：

        1.消除了对头/库文件的依赖，直接从托管模块中读取
              2.智能感知，从元数据中解析
              3.代码验证，使用元数据确保代码只执行安全操作
             4.正反序列化
             5.垃圾收集器跟踪对象的生存期以及对象的类型

PE表头：标准Windows PE文件表头，包含文件类型（如GUI、CUI等），以及文件创建时间等信息，在32位还是64位上运行

CLR表头：包含标识托管模块的一些信息。如CLR版本号，托管模块入口点方法（main方法）以及MethodDef元数据等等

1.2托管模块组合为程序集

程序集：一个或多个托管模块/资源文件的逻辑分组，是最小的重用，安全性以及版本控制单元。
        既可以生成单文件程序集，也可以生成多文件程序集，这由编译器工具决定。
        CLR是和程序集一起工作的，而不是和托管模块

一般编译器会默认将生成的托管模块生成一个程序集，CLR直接打交道的是程序集（assembly），程序集包含一个或多个托管模块，以及资源文件的逻辑组合。组合过程如下：

左侧为一些托管模块，在经过一些工具的处理后，生成了一个PE文件，也就是程序集。程序集中有一个清单（manifest）数据块，用来描述组成程序集的所有文件。此外，程序集还包含它所引用的程序集的信息，这就使得程序集可以实现自描述。这样CLR就直接知道了程序集所需要的所有内容，因此程序集的部署比非托管组件要容易。

1.2     加载 CLR

 CLRVer命令，查看机器上所有CLR版本
    csc的 /plattform开关，决定生成什么样的程序集：AnyCPU，x86，x64，Itanium

程序要运行,首先确定及其安装了.NET框架.然后,加载并初始化CLR

1.4 程序集执行

（ILAsm命令，将IL编译成Assembly；ILDasm将Assembly编译成IL）

IL代码要通过及时编译器JITter转化成CPU指令

方法第一次调用:

(     在方法首次执行时，CLR检测出Main的代码引用的所有类型，于是CLR分配一个内部数据结构，用于管理对引用类型的访问

在这个内部结构中，每个方法都有一条对应的纪录以及地址

   对此结构进行初始化时，CLR将每条纪录都设置为CLR内部包含的一个未文档化的函数，即 JITCompiler函数。
        JITCompiler函数被调用时，找到相应方法的IL，编译成本地CPU指令，并保存到一个动态内存块中，将该内存地址存入内部结构中，最后JITCompiler函数会跳转到内存块中的代码

)

1. 当程序第一次运行时，会调用JITCompiler函数，它可以知道调用了那些方法，以及定义该方法的类。

2. 然后JITCompiler函数在元数据中搜索该IL代码的位置，验证后转换成本地CPU指令。将指令保存在动态分配的内存中

3. JITCompiler将被调用方法地址改为第2步的内存地址

4. 跳转到上述代码块上执行代码

5. 执行完成后返回

IL是基于堆栈的语言，而且是无类型的。

再次调用方法

在一个程序中，我们经常反复调用同一个方法，当再次调用该方法时就不需要重复进行验证了，可以直接调用内存块中已有的本地代码，完全跳过JITCompile函数的验证和编译过程。所以同一方法只有在第一次调用时会产生一些性能损失，后续调用就可以全速进行了。

关闭程序

由于编译器将本地代码保存在动态内存中，所以关闭程序时本地代码将发生丢失。当再次启动程序或者同时运行程序的两个实例时，JIT编译器将再次将IL代码编译为本地指令。

谈谈IL安全问题

IL是基于堆栈的。所有指令都是：将操作数压栈，结果则从栈中弹出
IL有安全验证机制，保证每一行IL代码是正确的，不会非法访问内存，每个托管EXE都在独自的AppDomain中运行。

不安全代码：允许C#直接操作内存字节，在COM互操作时使用，csc以/unsafe开关标记包含不安全代码，其中所有方法都使用unsafe关键字。
PEVerify命令检查程序集所有方法，指出其中的不安全代码方法