什么是托管代碼? 托管代碼就是Visual Basic .NET和C#編譯器編譯出來的代碼。編譯器把代碼編譯成中間語言(IL),而不是能直接在你的電腦上運(yùn)行的機(jī)器碼。中間語言被封裝在一個(gè)叫程序集(assembly)的文件中,程序集中包含了描述你所創(chuàng)建的類,方法和屬性(例如安全需求)的所有元數(shù)據(jù)。這個(gè)程序集是.NET世界中的一個(gè)一站式購物(譯者注:就是程序集具有自描述性)部署單元。你可以拷貝這個(gè)程序集到另一臺服務(wù)器上部署它--通常來說,這個(gè)拷貝的動作就是部署流程中唯一的一個(gè)操作。 托管代碼在公共語言運(yùn)行庫(CLR)中運(yùn)行。這個(gè)運(yùn)行庫給你的運(yùn)行代碼提供各種各樣的服務(wù),通常來說,他會加載和驗(yàn)證程序集,以此來保證中間語言的正確性。當(dāng)某些方法被調(diào)用的時(shí)候,運(yùn)行庫把具體的方法編譯成適合本地計(jì)算機(jī)運(yùn)行的機(jī)械碼,然后會把編譯好的機(jī)械碼緩存起來,以備下次調(diào)用。(這就是即時(shí)編譯) 隨著程序集的運(yùn)行,運(yùn)行庫會持續(xù)地提供各種服務(wù),例如安全,內(nèi)存管理,線程管理等等。這個(gè)程序被“托管”在運(yùn)行庫中。 Visual Basic .NET和C#只能產(chǎn)生托管代碼。如果你用這類語言寫程序,那么所產(chǎn)生的代碼就是托管代碼。如果你愿意,Visual C++ .NET可以生成托管代碼。當(dāng)你創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目的時(shí)候,選擇名字是以.Managed開頭的項(xiàng)目類型。例如.Managed C++ application。 什么是非托管代碼? 非托管代碼就是在Visual Studio .NET 2002發(fā)布之前所創(chuàng)建的代碼。例如Visual Basic 6, Visual C++ 6, 最糟糕的是,連那些依然殘存在你的硬盤中、擁有超過15年歷史的陳舊C編譯器所產(chǎn)生的代碼都是非托管代碼。托管代碼直接編譯成目標(biāo)計(jì)算機(jī)的機(jī)械碼,這些代碼只能運(yùn)行在編譯出它們的計(jì)算機(jī)上,或者是其它相同處理器或者幾乎一樣處理器的計(jì)算機(jī)上。非托管代碼不能享受一些運(yùn)行庫所提供的服務(wù),例如安全和內(nèi)存管理等。如果非托管代碼需要進(jìn)行內(nèi)存管理等服務(wù),就必須顯式地調(diào)用操作系統(tǒng)的接口,通常來說,它們會調(diào)用Windows SDK所提供的API來實(shí)現(xiàn)。就最近的情況來看,非托管程序會通過COM接口來獲取操作系統(tǒng)服務(wù)。 跟Visual Studio平臺的其他編程語言不一樣,Visual C++可以創(chuàng)建非托管程序。當(dāng)你創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目,并且選擇名字以MFC,ATL或者Win32開頭的項(xiàng)目類型,那么這個(gè)項(xiàng)目所產(chǎn)生的就是非托管程序。 這樣子會導(dǎo)致一些混淆:當(dāng)你創(chuàng)建一個(gè)托管的C++程序,那么構(gòu)建出來的是一個(gè)中間語言程序集和一個(gè)擴(kuò)展名為.exe的可執(zhí)行文件。當(dāng)你創(chuàng)建一個(gè)MFC程序,構(gòu)建出來是一個(gè)Windows原生代碼的可執(zhí)行文件,這個(gè)文件的擴(kuò)展名也是.exe。這兩個(gè)文件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是完全不一樣的。你可以用中間語言反匯編器(ildasm)來查看程序集的內(nèi)部以及中間語言的元數(shù)據(jù)。如果嘗試用中間語言反匯編器來查看一個(gè)非托管可執(zhí)行文件,那么改反匯編器會告訴你這個(gè)可執(zhí)行文件沒有包含一個(gè)合法的CLR頭,所以不能被反編譯??梢姡@兩個(gè)文件雖然有相同的擴(kuò)展名,但是它們是完全不一樣的。 原生代碼又是什么呢? 原生代碼這個(gè)短語可以用在兩個(gè)不同的上下文中。很多人會把原生代碼跟非托管代碼看作是同一個(gè)意思:用較老的工具構(gòu)建的代碼,故意采用Visual C++并使直接運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上,而且不運(yùn)托管在運(yùn)行庫中。這可以是一個(gè)完整的程序,或者是一個(gè)COM組件,又或者是一個(gè)可以被托管代碼利用COM Intero或者平臺調(diào)用(PInvoke)所調(diào)用的DLL文件,COM Intero或者平臺調(diào)用(PInvoke)可以幫助你在遷移到新的技術(shù)平臺下依然能重用老代碼的兩個(gè)強(qiáng)大工具。我更愿意說是非托管代碼,因?yàn)檫@強(qiáng)調(diào)的是那些不能利用運(yùn)行庫所提供的服務(wù)的代碼。例如在托管代碼中,代碼訪問安全服務(wù)可以防止在另一個(gè)服務(wù)器上裝載的代碼運(yùn)行特定的操作。如果你的代碼運(yùn)行的是非托管代碼,那么你沒法利用這樣的保護(hù)服務(wù)。 原生代碼的另一個(gè)意思是描述即時(shí)編譯器的輸出,那些實(shí)際上運(yùn)行在運(yùn)行庫中的機(jī)械碼。這些代碼是托管代碼,但是并不是中間語言,而是機(jī)械碼。所以不要簡單地假設(shè)原生就是等同于非托管。 托管代碼就意味著托管數(shù)據(jù)? 對于Visual Basic和C#來說,生活是簡單的,因?yàn)槟銢]有其它選擇。當(dāng)你在那些語言里面聲明一個(gè)類,那么這個(gè)類的實(shí)例會在托管堆中被創(chuàng)建,垃圾收集器(GC)會幫我們管理這些對象的回收。但是在Visual C++中,你有另一個(gè)選擇。即使你正創(chuàng)建一個(gè)托管程序,你可以決定哪些類是托管類型,哪些類是非托管類型的。 這就是非托管類型: class Foo 這就是托管類型 __gc class Bar 他們唯一的區(qū)別就是類Bar的定義中有__gc關(guān)鍵字。這個(gè)關(guān)鍵字會給代碼帶來巨大的區(qū)別。 托管類型是可以被垃圾回收器所回收的。他們必須要用關(guān)鍵字new來創(chuàng)建,永遠(yuǎn)都不會在棧中出現(xiàn)。所以下面這行代碼是合法的: Foo f; 但是這一行代碼就是非法的: Bar b; 如果我在堆中創(chuàng)建一個(gè)Foo對象,那么我必須要負(fù)責(zé)清理這個(gè)對象: Foo* pf = new Foo(2); C++編譯器實(shí)際上會用兩個(gè)堆,一個(gè)托管堆和一個(gè)非托管堆,然后通過對new操作符的重載來實(shí)現(xiàn)對創(chuàng)建不同類型類的實(shí)例,分配不同的內(nèi)存。 如果我在堆里面創(chuàng)建一個(gè)Bar實(shí)例,那么我可以忽略它。當(dāng)沒有其他代碼在使用它的時(shí)候,垃圾回收器會自動清理這個(gè)類,釋放其占用的資源。 對于托管類型會有一些約束:它們不能實(shí)現(xiàn)多重繼承,或者繼承與非托管類型;它們不能用friend關(guān)鍵字來實(shí)現(xiàn)私有訪問,它們不能實(shí)現(xiàn)拷貝構(gòu)造函數(shù)。所以,你有可能不想把你的類聲明為托管類型。但是這并不意味著你不想讓你的代碼成為托管代碼。在Visual C++中,你可以選擇。
托管和非托管資源,是C#中的事,就不在這討論了。
托管代碼與非托管代碼的性能比較 JIT的優(yōu)化指的是可以針對本地CPU,在編譯時(shí)進(jìn)行優(yōu)化。傳統(tǒng)程序在編譯時(shí),為了保證兼容性,通常使用最通用的指令集(比如古老的386指令集)來編譯。而JIT知道CPU的具體類型,可以充分利用這些附加指令集進(jìn)行編譯,這樣的性能提升是很可觀的。
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