基本介紹
- 中文名：公共語言運行庫
- 外文名：Common Language Runtime
- 縮寫：CLR
- 負責：資源管理
- 依靠：可操控代碼
- 特性：公用語言規範
基本信息,集成能力,記憶體管理,版本發布,彙編指令,CLR A,CLR C,
基本信息
CLR(公共語言運行庫,Common Language Runtime)和Java虛擬機一樣也是一個運行時環境，是一個可由多種程式語言使用的運行環境。CLR的核心功能包括：記憶體管理、程式集載入、安全性、異常處理和執行緒同步，可由面向CLR的所有語言使用。並保證套用和底層作業系統之間必要的分離。CLR是.NET Framework的主要執行引擎。
為了提高平台的可靠性，以及為了達到面向事務的電子商務套用所要求的穩定性級別，CLR還要負責其他一些任務，比如監視程式的運行。按照.NET的說法，在CLR監視之下運行的程式屬於“託管的”（managed）代碼，而不在CLR之下、直接在裸機上運行的套用或者組件屬於“非託管的”（unmanaged）的代碼。
然而，這種對受管理代碼的運行監視是有代價的。雖然當前還不可能精確地得到監視程式運行所需要的開銷，但從當前Beta測試版的性能表現來看，正如Microsoft所承認的那樣，我們可以預料由它導致的性能降低程度至少達到10%。當然，如果監視程式運行能夠將穩定性和可用性提高到一個新的檔次，那么，我們是否仍會懷疑這10%的性能降低是一件壞事？
在處理器性能改善方面，摩爾定律已經一再被證明是正確的。既然如此，我們要得到一台性能增加了10%的伺服器要等待多長時間呢。
NET提供的公共語言運行庫是一種多語言執行環境，支持眾多的數據類型和語言特性。他管理著代碼的執行，並使開發過程變得更加簡單。這是一種可操控的執行環境，其功能通過編譯器與其他工具共同展現。
依靠一種以運行時為目標的編譯器開發的代碼叫做可操控代碼。
元數據：為了使運行時環境可以向可操控代碼提供服務，語言編譯器需要產生一種元數據，它將提供在使用語言中的類型、成員、引用的信息。運行時環境使用元數據定位並載入類，在記憶體中展開對象實例，解決方法調用，產生本地代碼，強制執行安全性，並建立運行時環境的邊界。
可操控執行的含義：對象在執行的過程中完全被運行時環境所控制。運行時環境提供以下服務:自動記憶體管理、調試支持、增強的安全性及與非可操控性代碼的互操作性。條件：1、選擇以運行時為目標的語言編譯器，如VB、C#；2、在組件的輸出類型中使用CLR要求的語言特性。
集成能力
跨語言集成的能力：CLR包含了一個豐富的語言特性集，保證了它與各種程式設計語言的兼容性。這一特性集即公用語言規範，稍後將對其進行詳細說明。
記憶體管理
記憶體管理的自動化：在執行過程中管理應用程式的資源是一項單調而困難的工作。它會將你的注意力從你本應解決的問題中引開。而垃圾收集機制完全解決了程式設計師在編程過程中頭痛的問題，跟蹤記憶體的使用，並知道何時將它們釋放。
在面向對象的環境中，每種類型都標識了對你的應用程式有用的某種資源。為了使用這些資源，你需要為類型分配記憶體。在套用中，訪問一種資源要通過以下步驟：
（1）為類型分配記憶體。
（2）初始化記憶體，設定資源的初始狀態並使其可用。
（3）通過訪問該類型的實例成員來訪問資源。
（4）卸下將被清除的資源狀態。
（5）釋放記憶體。
這一看似簡單的過程在實際的編程中是產生錯誤的主要來源之一。更可怕的是：記憶體中的錯誤往往導致不可預見的結果。如果你有過編程的經驗，想想看，有多少次你的程式因為記憶體訪問錯誤而崩潰？特別是計算機存在多根記憶體條時特別容易記憶體報錯當機。建議升級電腦時換掉原來的記憶體，不要採用加記憶體的方式。
CLR要求所有的資源從可操控的堆（註：在此指一種記憶體結構）中分配。當一個進程被初始化後，CLR保留了一個未被分配的地址空間。這一區域叫做可操控堆。在堆中保持了指向下一個將被分配給對象的堆地址的指針(NEXT)。
初始狀態下，該指針是保留地址空間的基地址。一個套用使用新的操作產生對象。此操作首先檢查新對象需要位元組的大小是否會超出保留空間。如果對象大小合適，指向下一個地址的指針將指向堆中的這個對象，該對象的構造器被調用，新的操作返回對象的地址。
當一個套用請求建立一個對象時，地址空間可能不夠大。堆將發現這一點（通過將新對象的大小與NEXT指針相加，並與堆的大小進行比較），這時垃圾收集器就將被調用。在這裡，CLR引入了“代”的概念。代，指堆中對象產生的先後。這樣，垃圾收集器在將發生溢出時回收屬於特定的“代”的對象，而不是回收堆中的所有對象。
（6）即時編譯
這裡需要說明一個問題：為什麼要即時編譯，而不是一次性的將中間代碼檔案進行編譯？答案很簡單：原因在於效率。在大型的套用中，你很少會用到程式的全部功能，這種邊執行邊編譯的措施比一次性的完全編譯效率更高。
CLR帶有三個不同的JIT編譯器，在Windows平台中，CLR帶有三個不同的JIT編譯器：
（1）預設的編譯器---主編譯器，由它進行數據流分析並輸出經過最佳化的本地代碼，所有的中間代碼指令均可被它處理。
（2）PREJIT，它建立在主JIT編譯器之上。其運行方式更象一個傳統的編譯器：每當一個.NET組件被安裝時它就運行。
（3）ECONOJIT，在並不充分最佳化的前提下，它能夠快速完成IL代碼到本地碼的轉換，編譯速度與運行速度都非常快。
為了配合編譯器的工作，在.NET SDK的安裝路徑下的/bin目錄中有一個負責管理JIT的應用程式：jitman.exe。具體的使用參見在線上幫助。
版本發布
在當前以組件為基礎的系統中，開發人員和用戶對於軟體版本和發布中存在的問題已經十分熟悉了。當我們安裝一個新的套用之後，我們很可能發現原本正常的某個應用程式奇怪的停止了工作。絕大多數開發人員將時間花在了確保所有註冊表入口的一致性，以便激活COM類上。這就是所謂的“DLL地獄”。
.NET平台通過使用集合來解決這一問題。在這裡，“集合”是一個專有名詞，指類型與資源的發布單元，在很大程度上它等同於今天的DLL。正象.NET用元數據描述類型一樣，它也用元數據描述包含類型的集合。
通常說來，集合由四個部分組成：集合的元數據（集合的內部清單）、元數據描述的類型、實現類型的中間語言代碼和一組資源。在一個集合中，以上四個部分並不是都必須存在，但是，集合中必須包含類型或資源，這樣集合才有意義。
在.NET中一個基本的設計方針是使用孤立的組件。一個孤立的集合的含義是指一個集合只能被一個套用所訪問。在一台機器上，它不被多個套用共享，也不會受其它應用程式對系統的更改的影響。“孤立”賦予了開發人員在自己的程式中對代碼的完全控制權。
任何共享代碼都需要被明確地標識。同時，.NET框架也支持共享集合的概念。一個共享集合指在一台機器上被多個套用共享的集合。共享集合需要嚴格地命名規定。
有了.NET，應用程式間的共享代碼是明確定義的。共享集合需要一些額外的規則來避免我們今天遇到的共享衝突問題。共享代碼必須有一個全局唯一的名稱，系統必須提供名稱保護，並在每當引用共享集合時，CLR將對版本信息進行檢查。
彙編指令
51單片機 彙編 指令CLR：
CLR A
//累加器A 被賦零值，此時為邏輯運算指令。
CLR C
//程式狀態暫存器PSW中的CY位狀態清零，此時為位操作指令。
