.NET大牛之路 ? 王亮@精致碼農 ? 2021.07.06

前面我們介紹 .NET 歷史時講過，微軟基于 .NET Framework 重新設計并創造了跨平臺的 .NET Core，目前已經發展到 .NET 5 版本，它的性能較之前的 .NET Framework 有巨大的提升。而 .NET Framework 產品線也被宣告終止(微軟仍會繼續維護，只是不會再發布新版本)，它的最后個版本 .NET Framework 4.8 成為了絕唱。

.NET Framework 終將成為歷史，我們要把思想從 .NET Framework 跳到 .NET Core/.NET 5+，首先要弄明白它們的執行模型和底層架構發生了什么變化。

注：為了簡單起見，下文所說的 .NET Core 包含 .NET Core 和 .NET 5+。

我們先從一個高的角度來理解一下 .NET Core 執行模型的全貌，后面章節再從低的角度逐個拆開講解各個模塊。

.NET Core 的執行模型有兩種，一種是基于 CoreCLR 運行時，這種和 .NET Framework 的執行模型幾乎一樣；另一種是基于 Native AOT 本地運行時，這是 .NET Core 新增的一種執行模型。

1基于 CoreCLR

CoreCLR 和原來 .NET Framework 的 CLR(Common Language Runtime，公共語言運行時)幾乎是一樣的，只是 CoreCLR 去除了特定于 Windows 操作系統的部分，實現了跨平臺。所以除了 CLR 運行時有些不同之外，它們的執行模型是一樣的。

注意，平時我們會把 CoreCLR 習慣性地簡稱為 CLR，在 .NET Core 語境中，CLR 指的就是 CoreCLR。

基于 CoreCLR 的執行模型用簡單流程圖表示如下：

源代碼經過編譯器編譯，生成程序集，運行的時候，再由 CLR 針對不同的操作系統和 CUP 架構(如 x86、x64 或 ARM)把程序集編譯成本地代碼(Native Code)，本地代碼可由操作系統直接運行。

注：在 .NET 中，本地代碼就是機器碼(Machine Code)，只是叫法不同。它是處理器能夠理解并直接執行的字節碼指令。所有其他代碼必須翻譯或轉換為機器碼才能在計算機上運行。

2基于 Native AOT

.NET Core 基于 CoreCLR 提煉出了一個精簡版的本地運行時，移除了 JIT 編譯器，保留了垃圾回收器、內存管理等模塊。這個本地運行時之前的代號叫 CoreRT ，現在叫 Native AOT 。

Native AOT 運行時提供了一套 AOT(Ahead Of Time) 提前編譯機制，它使用的是新一代的 RyuJIT 編譯器，可以將 .NET Core 程序編譯成本地代碼(機器碼)，可在宿主機器直接運行，不需要提前安裝 .NET Core 運行時。

基于 Native AOT 運行時的執行模型用簡單流程圖表示如下：

源代碼經過編譯器編譯，直接生成本地代碼，發布時將本地代碼和本地運行時一起打包為單個可執行文件，可直接在操作系統上運行。

要使用本地運行時，在 VS 中發布時請選擇 Self-Contained 模式，同時需指定目標平臺及 CPU 架構（如win-x64、linux-x65等）。由于打包的文件包含本地運行時，所以它要比基于 CoreCLR 發布的文件要大幾十兆。

使用 Native AOT 本地運行時有兩大好處：一是發布時只有一個文件，已經包含本地運行時，不需要提前安裝運行時環境，可直接在宿主機上運行；二是啟動時本身就是機器嗎，不要經過 JIT 編譯器編譯，啟動效率更高。

3小結

.NET Core 基于 CoreCLR 的執行模型和原來 .NET Framework 的執行模型是一樣的，沒有發生大的變化。另外，.NET Core 新增了一種基于 Native AOT 本地運行時的執行模型，它使用了 AOT 編譯機制，可直接把 .NET Core 程序編譯成機器碼。

希望大家根據文中的流程圖理解 .NET Core 兩個執行模型的全貌，并牢記。這有助于我們理解 .NET 程序的運行原理，也是面試的高頻話題。關于執行模型中的主要核心模塊（編譯器、程序集和運行時），后面的章節再單獨詳細講解。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的[005] .NET 的执行模型的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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