Обзор среды CLR

  • Статья

.NET предоставляет среду выполнения, называемую средой CLR, которая выполняет код и предоставляет службы, упрощающие процесс разработки.

Компиляторы и средства предоставляют функциональные возможности среды CLR и позволяют писать код, который использует управляемую среду выполнения. Код, разработанный с использованием языкового компилятора для среды выполнения, называют управляемым. В нем используются преимущества таких средств, как объединение языков программирования, объединенная обработка исключений, усиленная безопасность, поддержка отслеживания версий и развертывания, упрощенная модель взаимодействия компонентов, а также службы отладки и профилирования.

Примечание

Компиляторы и средства могут создавать выходные данные, которые может использовать среда CLR, так как система типов, формат метаданных и среда времени выполнения (виртуальная система выполнения) определяются общедоступным стандартом, спецификацией ОБЩЕЯзыковой инфраструктуры ECMA. Дополнительные сведения см. в разделе Спецификации ECMA для C# и инфраструктуры Common Language Infrastructure (CLI).

Чтобы включить в среде выполнения предоставление служб управляемому коду, языковые компиляторы должны предоставлять метаданные с описанием типов, членов и ссылок в коде. Метаданные хранятся вместе с кодом. Они содержатся в каждом загружаемом переносимом исполняемом (PE) файле среды CLR. Метаданные в среде выполнения используются для поиска и загрузки классов, размещения экземпляров в памяти, разрешения имен при вызове методов, создания машинного кода, обеспечения безопасности и установки границ контекста времени выполнения.

Среда выполнения автоматически обрабатывает макет объектов и управляет ссылками на объекты, освобождая их, когда они больше не используются. Объекты, время жизни которых управляется подобным образом, называются управляемыми данными. Сборка мусора устраняет утечки памяти и некоторые другие распространенные ошибки программирования. Если ваш код является управляемым, в приложении .NET можно использовать управляемые, неуправляемые или как управляемые, так и неуправляемые данные. Поскольку компиляторы языка предоставляют собственные типы, такие как примитивные типы, возможно, вам не всегда нужно знать, управляются ли ваши данные.

Среда CLR упрощает разработку компонентов и приложений, объекты которых могут работать в разных языках. Объекты, написанные на разных языках, могут взаимодействовать друг с другом, а их поведение может быть тесно интегрировано. Например, разработчик может определить класс, а затем на другом языке создать производный от него класс или вызвать метод из исходного класса. Можно также передать экземпляр класса в метод класса, написанного на другом языке. Такая межязыковая интеграция возможна, так как языковые компиляторы и средства, предназначенные для среды выполнения, используют систему общих типов, определенную средой выполнения. Они следуют правилам среды выполнения для определения новых типов, а также для создания, использования, сохранения и привязки к типам.

В составе своих метаданных все управляемые компоненты содержат сведения о компонентах и ресурсах, на базе которых они построены. Среда выполнения использует эти сведения, чтобы обеспечить наличие всех необходимых ресурсов для компонента или приложения. Это снижает вероятность сбоев кода из-за каких-либо неудовлетворенных зависимостей. Сведения о регистрации и данные о состоянии больше не хранятся в реестре, где их может быть трудно установить и поддерживать. Вместо этого сведения об определяемых типах и их зависимостях хранятся в коде в виде метаданных. Таким образом, задача репликации и удаления компонентов будет менее сложной.

Языковые компиляторы и программы предоставляют функции среды выполнения так, чтобы они были полезны и интуитивно понятны для разработчиков. Некоторые функции среды выполнения могут быть более заметными в одной среде, чем в другой. Характеристики среды выполнения зависят от используемых языковых компиляторов и программ. Например, если вы разработчик Visual Basic, вы можете заметить, что в среде CLR язык Visual Basic имеет больше объектно-ориентированных функций, чем раньше. Среда выполнения предоставляет следующие преимущества:

  • повышение производительности;

  • возможность легко использовать компоненты, разработанные на других языках;

  • расширяемые типы, предоставляемые библиотекой классов;

  • языковые возможности (например, наследование, интерфейсы и перегрузку) для объектно-ориентированного программирования;

  • Поддержка явного свободного потока, которая позволяет создавать многопоточные и масштабируемые приложения.

  • поддержку структурированной обработки исключений;

  • поддержку настраиваемых атрибутов;

  • сборка мусора;

  • использование делегатов вместо указателей на функции для повышения типобезопасности и уровня защиты. Подробнее о делегатах см. в разделе Система общих типов CTS.

Версии CLR

Выпуски .NET Core и .NET 5+ имеют одну версию продукта, то есть не существует отдельной версии среды CLR. Список версий .NET Core см. в разделе Загрузка .NET Core.

Однако номер версии платформы .NET Framework не всегда соответствует номеру версии среды CLR, которую он содержит. Список версий .NET Framework и соответствующих версий среды CLR см. в разделе Версии и зависимости платформы .NET Framework.

Заголовок Описание
Процесс управляемого выполнения Описание шагов, необходимых для использования преимуществ общеязыковой среды выполнения.
Автоматическое управление памятью Описание выделения и освобождения памяти сборщиком мусора.
Общие сведения о платформе .NET Описание ключевых понятий платформы .NET Framework: системы общих типов CTS, межъязыкового взаимодействия, управляемого выполнения, доменов приложений и сборок.
Система общих типов CTS Описание того, как типы объявляются, используются и контролируются в среде выполнения в рамках поддержки межъязыковой интеграции.