一、公共语言运行时
公共语言运行时（Common Language Runtime,CLR）是一个可由多种编程语言使用的“运行时”。
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
面向CLR的所有语言可以使用它所有的核心功能
二、托管模块
1.基本概念
托管模块（managed module）是一个标准的32位Microsoft Windows可移植执行体(PE32)文件，或者是一个标准的64位Windows可移植执行体(PE32+) 文件，他们需要CLR才能执行
可用任何支持CLR的语言创建源代码文件，然后对应的编译器检查语法和分析源代码，无论哪个编译器，输出结果都是托管模块
2.模块构成
托管模块由以下部分组成：
1）PE32或PE32+头
标准Windows PE文件头，PE32格式文件能运行在32或64位系统上，PE+只能 运行在64位系统上
这个头还标识了文件类型，包括GUI,CUI或者DLL，并包含一个时间标记来指出文件的生成时间
只包含IL代码的模块，PE32（+）头的大多数信息会被忽略
包含本机（native）CPU代码的模块，这个头包含与本机CPU代码有关的信息
2）CLR头
包含使这个 模块 成为 托管模块 的信息
头中包括：要求的CLR版本，一些标志（flag），托管模块入口方法（Main方法）的MethodDef元数据token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，大小
3）元数据(metadata)
每个托管模块都包含元数据表
主要有两种表：
表描述源代码中定义 的类型和成员
表描述源代码中引用 的类型和成员
元数据 是一些老技术的超集，老技术包括
COM的“类型库”（Type Library）
“接口定义语言”（Interface Definition Language，IDL）
元数据总是和包含IL代码的文件关联
编译器同时生成元数据和代码，并一起嵌入托管模块，所以元数据和IL代码永远不会失去同步
本机代码编译器（native code compilers）
生成面向特定CPU架构的代码，如，x86，x64或ARM
CLR编译器
生成的都是IL（Intermediate Language 中间语言）代码
IL有时又给称为托管代码（managed code），因为CLR管理它的执行
三、程序集
程序集是抽象概念
首先，它是一个或多个模块/资源文件的逻辑性分组
其次，它是重用，安全性和版本控制的最小单元
四、执行程序集的代码
高级语言通常只公开了CLR全部功能的一个子集，然而IL汇编语言允许开发人员访问CLR的全部功能
执行方法，需要把方法的IL转换成本机CPU指令
1）Main执行前，CLR会检测出代码中引用的所有类型，并分配一个内部数据结构来管理引用类型的访问
2）在内部数据结构中，Console类型定义的每个方法都有一个对应的记录项（Entry）
每个记录项都有一个地址，根据地址即可找到方法的实现
内部数据结构初始化时，CLR将每个记录项设置成指向包含在CLR内部的一个未编档函数JITCompiler
3）Main方法首次调用WriteLine时，JITCompiler函数会被调用
JITCompiler负责将IL代码编译成本机CPU指令
由于IL是即时（just in time）编译的，通常CLR的这个组件被称为JIT编译器
JITCompiler
JITCompiler函数第一次被调用时;
1) JITCompiler会在定义该类型的程序集的元数据中，查找被调用方法的IL
2）JITCompiler验证IL代码，并将IL代码编译成本机CPU指令，保存到动态分配的内存中
3）JITCompiler回到CLR创建的内部数据结构，找到被调用方法的那条记录，修改最初对JITCompiler的引用，使其指向内存块的地址
4）JITCompiler跳转到内存块中的代码
第二次调用，以为之前已经验证并编译了代码，所以会之久执行内存块中的代码
方法仅在首次调用时才会有些性能损耗，之后所有调用都以本机代码的形式运行，无需重新验证IL并把它编译成本机代码
JIT编译器将本机CPU指令存储到动态内存中，这意味着，程序一旦终止，编译好的代码也会被丢弃
所以
1）再次运行程序
2）同时启动程序的两个实例（使用两个不同的进程）
这可能显著增加内存耗用
本机(native)应用程序的只读代码页 可由应用程序正在运行的所有实例共享
五、IL和验证
IL基于栈，它的所有指令都要将操作数压入执行栈，并从栈弹出结果
IL指令是无类型的
IL的优势：
1)应用程序的健壮性(robustness)和安全性(reliability)
健壮性：系统对于参数变化的不敏感性
可靠性：描述系统的正确性
CLR执行一个名为验证(verification)的过程,这个过程会检查高级IL代码，确定代码所做的一切都是安全的
托管模块的元数据包含验证过程要用到的所有方法及类型信息
windows的每个进程都有自己的虚拟地址空间
将每个进程都放到独立的地址空间，将获得健壮性与稳定性，一个进程干扰不到另一个进程，通过验证托管代码，可确保代码会正确的访问内存
2）用一个进程运行多个应用程序，可减少进程数，从而增强性能，减少所需的资源，健壮性也丝毫没有下降
CLR确实提供了在一个操作系统进程中执行多个托管应用程序的能力，每个托管应用程序都在一个AppDomain中执行
CLR的宿主进程可决定在一个进程中运行多个AppDomain