NET CLR היא סביבת זמן ריצה המנהלת ומבצעת את הקוד הכתוב בכל שפת תכנות NET. CLR הוא רכיב המכונה הווירטואלית של מסגרת NET. המהדר של שפה זו מרכיב את קוד המקור של יישומים שפותחו באמצעות שפות תואמות .NET לשפת הביניים של CLR הנקראת MSIL, כלומר, קוד שפת הביניים של מיקרוסופט. קוד זה אינו תלוי בפלטפורמה. זה דומה לקוד בייט ב-java. מטא נתונים נוצרים גם במהלך הקומפילציה וקוד MSIL ומאוחסנים בקובץ המכונה קובץ Manifest. מטא נתונים אלה עוסקים בדרך כלל על חברים וסוגים הנדרשים על ידי CLR לביצוע קוד MSIL. רכיב מהדר בדיוק בזמן של CLR ממיר קוד MSIL לקוד מקורי של המכונה. קוד זה תלוי בפלטפורמה. CLR מנהלת זיכרון, שרשורים, חריגים, ביצוע קוד, בטיחות קוד, אימות והידור.
Java while condition
האיור הבא מציג את ההמרה של קוד מקור לקוד מקורי.
הדמות לעיל ממירה קוד לקוד מקורי, שה-CPU יכול לבצע.
המרכיבים העיקריים של CLR הם:
- מערכת רגילה
- ייעוד שפה נפוצה
- אוסף זבל
- רק במהדר זמן
- מטא נתונים ומכלולים
1. מערכת מסוג נפוץ:
CTS מספק הנחיות להכרזה, שימוש וניהול סוגי נתונים בזמן ריצה. הוא מציע תקשורת בין שפות. לדוגמה, ל-VB.NET יש סוג נתונים שלמים, ול-C# יש סוג נתונים int לניהול מספרים שלמים. לאחר הקומפילציה, Int32 משמש את שני סוגי הנתונים. אז, CTS מספקת את סוגי הנתונים באמצעות קוד מנוהל. מערכת רגילה מסייעת בכתיבת קוד בלתי תלוי בשפה.
הוא מספק שתי קטגוריות של סוגים.
2. מפרט שפה נפוצה (CLS):
מפרט שפה משותף (CLS) מכיל קבוצה של כללים שיש לפעול לפי כל השפות הנתמכות ב-NET. הכללים הנפוצים מקלים על הטמעת אינטגרציה של שפות ועוזרים בהורשה ובניפוי באגים בין שפות. לכל שפה הנתמכת על ידי NET Framework יש כללי תחביר משלה. אבל CLS מבטיח יכולת פעולה הדדית בין יישומים שפותחו באמצעות שפות NET.
3. איסוף אשפה:
אספן זבל הוא רכיב של CLR שפועל כמנהל זיכרון אוטומטי. זה עוזר לנהל את הזיכרון על ידי הקצאה אוטומטית של זיכרון בהתאם לדרישה. הוא מקצה זיכרון ערימה לאובייקטים. כאשר חפצים אינם בשימוש, הוא תובע בחזרה את הזיכרון שהוקצה להם לשימוש עתידי. זה גם מבטיח את בטיחותם של חפצים בכך שהוא לא מאפשר לאובייקט אחד להשתמש בתוכן של אובייקט אחר.
4. מהדר Just in Time (JIT):
מהדר JIT הוא מרכיב חשוב של CLR. הוא ממיר את קוד MSIL לקוד מקורי (כלומר, קוד ספציפי למכונה). תוכנית NET מורכבת באופן מפורש או מרומז. המפתח או המתכנת קורא למהדר מסוים כדי להדר את התוכנית בקומפילציה המפורשת. בהידור מרומז, התוכנית מורכבת פעמיים. קוד המקור מקומפל לתוך Microsoft Intermediate Language (MSIL) במהלך תהליך ההידור הראשון. קוד MSIL מומר לקוד מקורי בתהליך ההידור השני. תהליך זה נקרא קומפילציה של JIT. ישנם שלושה סוגים של מהדרים של JIT - Pre, Econo ו-Normal. Pre JIT Compiler מרכיב את כל קוד MSIL לקוד מקורי לפני הביצוע. Econo JIT Compiler מרכיב רק את החלקים של קוד MSIL הנדרשים במהלך הביצוע ומסיר את החלקים שאינם נדרשים יותר. מהדר JIT רגיל גם קומפילציה רק את החלקים של קוד MSIL הנדרשים במהלך הביצוע, אך ממקם אותם במטמון לשימוש עתידי. זה לא מצריך הידור מחדש של חלקים שכבר השתמשו בהם מכיוון שהם הוצבו בזיכרון המטמון.
5. מטא נתונים:
Metadata הוא מידע בינארי על התוכנית, המאוחסן בקובץ CLR Portable Executable (PE) יחד עם קוד MSIL או בזיכרון. במהלך הביצוע של MSIL, מטא-נתונים נטענים לזיכרון גם לצורך פרשנות נכונה של מחלקות ודברים קשורים. מידע המשמש בקוד. אז, מטא נתונים עוזרים ליישם קוד בצורה ניטראלית בשפה או להשיג יכולת פעולה הדדית של השפה.
6. הרכבות:
הרכבה היא יחידה בסיסית של קיבוץ קוד פיזי. הוא מורכב ממניפסט ה-assembly, מטא נתונים, קוד MSIL וקבוצת משאבים כמו קבצי תמונה. זה נחשב גם ליחידת פריסה בסיסית, בקרת גרסאות, שימוש חוזר, הרשאות אבטחה וכו'.
פונקציות .NET CLR
להלן הפונקציות של ה-CLR.
- זה ממיר את התוכנית לקוד מקורי.
- מטפל בחריגים
- מספק בטיחות סוג
- ניהול זיכרון
- מספק אבטחה
- ביצועים משופרים
- שפה עצמאית
- עצמאית בפלטפורמה
- איסוף זבל
- מספק תכונות שפה כגון ירושה, ממשקים ועומס יתר עבור תוכניות מונחה עצמים.
הקוד שרץ עם CLR נקרא קוד מנוהל, ואילו הקוד שמחוץ ל-CLR נקרא קוד לא מנוהל. ה-CLR מספק גם שכבת Interoperability, המאפשרת הן לקודים המנוהלים והן לקודים הלא מנוהלים לפעול הדדית.
1. קוד מנוהל:
כל שפה שנכתבת במסגרת NET. היא קוד מנוהל. קוד מנוהל השתמש ב-CLR, אשר דואג ליישומים שלך על ידי ניהול זיכרון, טיפול באבטחה, מתן אפשרות איתור באגים בין שפות וכו'. תהליך הקוד המנוהל מוצג באיור:
2. קוד לא מנוהל:
הקוד שפותח מחוץ למסגרת NET מכונה קוד לא מנוהל. יישומים שאינם פועלים תחת שליטת ה-CLR נחשבים לא מנוהלים. ניתן להשתמש בשפות מסוימות כמו C++ כדי לכתוב יישומים כאלה, כמו פונקציות גישה ברמה נמוכה של מערכת ההפעלה. תאימות רקע עם VB, ASP ו-COM הן דוגמאות לקוד לא מנוהל. קוד זה מבוצע בעזרת שיעורי עטיפה. תהליך הקוד הבלתי מנוהל מוצג להלן:
גרסאות .NET CLR
ה-CLR מעדכן את עצמו מעת לעת כדי לספק ביצועים טובים יותר.
| גרסת NET | גרסת CLR |
|---|---|
| 1.0 | 1.0 |
| 1.1 | 1.1 |
| 2.0 | 2.0 |
| 3.0 | 2.0 |
| 3.5 | 2.0 |
| 4 | 4 |
| 4.5 | 4 |
| 4.6 | 4 |
| 4.6 | 4 |
מבנה .NET CLR
להלן מבנה הרכיבים של Common Language Runtime.
תמיכה בספריית כיתות בסיס
זוהי ספריית מחלקות התומכת בשיעורים עבור יישום NET.
תמיכה בשרשור
הוא מנהל את הביצוע המקביל של היישום מרובי ההליכים.
COM מרשלר
הוא מספק תקשורת בין אובייקטי ה-COM והאפליקציה.
מנוע אבטחה
הוא אוכף מגבלות אבטחה.
מנוע ניפוי באגים
זה מאפשר לך לנפות באגים מסוגים שונים של יישומים.
הקלד בודק
הוא בודק את הסוגים המשמשים באפליקציה ומוודא שהם תואמים לסטנדרטים שסופקו על ידי CLR.
מנהל קוד
הוא מנהל קוד בזמן ריצה.
אוסף זבל
הוא משחרר את הזיכרון שאינו בשימוש ומקצה אותו לאפליקציה חדשה.
מטפל חריגים
זה מטפל בחריג בזמן ריצה כדי למנוע כשל ביישום.
ClassLoader
הוא משמש לטעינת כל המחלקות בזמן ריצה.