ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ С# 2005 И ПЛАТФОРМА .NET 2.0. 3-е издание

В дополнение к спецификациям CTS и CLS, последней на данный момент аббревиатурой, которую мы рассмотрим, будет аббревиатура CLR (Common Language Runtime – общеязыковая среда выполнения). Для программирования термин среда, выполнения можно понимать, как набор внешних сервисов, необходимых для выполнения данной скомпилированной единицы программного кода. Например» когда разработчик при создании нового приложения использует библиотеку базовых классов Microsoft (MFC), он знает, что для выполнения его программы потребуется соответствующий выполняемый модуль библиотеки MFC (т.е. mfc42.dll). Другие популярные языки также предлагают соответствующие выполняемые модули. Программисты VB6 привязаны к одному или двум выполняемым модулям (например, msvbvm60.dll). Разработчики Java привязаны к виртуальной машине Java (JVM) и т.д.

Платформа .NET предлагает совсем другой принцип организации среды выполнения. Разница между средой выполнения .NET и средой выполнения, о которой говорилось выше, заключается в том, что среда выполнения .NET обеспечивает единый и вполне определенный "слой" выполнения, общий для всех языков и платформ, совместимых с .NET.

Основной механизм CLR физически заключается в библиотеке, называемой mscoree.dll (известной также под названием Common Object Runtime Execution Engine – общий объектный модуль механизма выполнения). Когда на компоновочный блок ссылаются для использования, mscoree.dll автоматически загружается и, в свою очередь, загружает в память требуемый компоновочный блок. Механизм выполнения отвечает за целый ряд задач. Прежде всего, и это самое главное, за выяснение расположения компоновочного блока и нахождение запрашиваемого типа в бинарном объекте с помощью чтения содержащихся там метаданных. Затем среда CLR размещает тип в памяти, преобразует CIL-код в соответствующие платформе инструкции, выполняет все необходимые проверки безопасности, а затем выполняет полученный программный код.

Вдобавок к загрузке созданных вами компоновочных блоков и созданию пользовательских типов, CLR также, если это необходимо, взаимодействует с типами, содержащимися в библиотеках базовых классов .NET. Хотя вся библиотека базовых классов разбита на целый ряд отдельных компоновочных блоков, "ключевым" компоновочным блоком является mscorlib.dll. Файл mscorlib.dll содержит множество базовых типов, которые объединяют в себе решения широкого спектра общих задач программирования, а также базовые типы данных, используемые всеми языками .NET. При построении .NET-приложений вы автоматически получаете доступ к этому специальному компоновочному блоку.

На рис. 1.3 показана система связей, возникающих между вашим исходным кодом (использующим типы из библиотеки базовых классов), .NET-компилятором и механизмом выполнения .NET.

Различия между компоновочными блоками, пространствами имен и типами

Каждый из нас понимает важность библиотек программного кода. Цель библиотек, таких как MFC, J2EE или ATL, – дать разработчику готовый набор блоков уже существующего программного кода, опираясь на которые можно строить новые приложения. Но язык C# не предлагает библиотек с программным кодом для конкретного языка. Разработчики C# могут использовать .NET-библиотеки, нейтральные в языковом отношении. Для того чтобы все типы в библиотеках базовых классов были правильно организованы, платформа .NET предлагает использовать понятие пространства имен.

Упрощенно говоря, пространство имен является группой связанных типов, содержащихся в компоновочном блоке. Например, пространство имен System.IO содержит типы, связанные с операциями ввода-вывода, пространство имен System.Data определяет основные типы для работы с базами данных и т.д. Важно понимать, что один компоновочный блок (такой как, например, mscorlib.dll) может содержать любое число пространств имен, каждое из которых может, в свою очередь, содержать любое число типов.

Чтобы ситуация стала более ясной, взгляните на рис. 1.4, на котором показан снимок окна Object Browser из Visual Studio 2005. Этот инструмент позволяет видеть компоновочные блоки, на которые ссылается текущий проект, пространства имен, содержащиеся в компоновочных блоках, типы, существующие в пределах данного пространства имен, и члены каждого типа.

Обратите внимание на то, что mscorlib.dll содержит очень много самых разных пространств имея, и в каждом из этих пространств имен содержатся свои семантически связанные типы.

Рис. 1.3. Модуль mscoree.dll в действии

Основным отличием этого подхода от таких зависящих от конкретного языка библиотек, как MFC, является то, что в результате все языки, поддерживаемые в среде выполнения .NET используют одни и те же пространства имен и одни и те же типы.

Рис.1.4. Один компоновочный блок может содержать любое количество пространств имен

Для иллюстрации рассмотрим следующие три программы, представляющие вариации вездесущего примера "Hello World" соответственно на C#, VB .NET и Managed Extensions for C++.