.NET语言的编译过程:中间语言(IL)和即时编译器(JIT)

.NET语言的编译:

高级语言 ----编译----> IL中间语言 ----JIT----->汇编语言

.NET语言的编译分为两个阶段.首先高级语言被编译成一种称作IL的中间语言,与高级语言相比,IL更像是机器语言,然而,IL却包含一些抽象概念(比如:类、异常),这也是这种语言被称为中间语言的原因。IL被打包在DLL或EXE文件中,而DLL和EXE在.NET中的主要区别就是:只有EXE可以直接被运行,而二者都可被某个正在执行的进程动态装载(后文详述)。由于机器的CPU只能执行本地汇编语言,而不是IL,进一步将IL编译成汇编语言的工作(也就是第二阶段)需要在运行时进行,这个过程由即时编译器(JIT)完成。

编译的详细过程

高级语言在初次被编译时,编译器做两件事:首先把编译得到的IL存储在DLL或EXE中,然后为类的每个方法创建一个stub函数,此函数会调用即时编译器,并将自身的地址作为参数传给编译器。即时编译器则从DLL或EXE中获取相应的IL,编译成机器语言,并将内存中的原零时调用函数替换成机器语言。这个过程的思想,是用已编译的方法调用未编译的方法,实质上被调用的是stub函数;stub函数再调用编译器,将自身编译为本地机器语言;最后,.NET会重新调用该方法,方法此时才被真正地执行。函数被反复调用时,机器指令会被直接执行,而只由编译器对方法进行初次编译需要花费时间。至于那些没有被调用的方法,则不会被编译。

当编译器生成一个EXE文件后, 该程序的入口函数为Main() 方法。装载器将这个EXE 文件载入,探测到该这是一个托管EXE,于是又载入 .NET运行时库文件(包括即时编译器), 接着调用了EXE 的Main() 方法。这将触发对Main()方法的即时编译, Main()方法在内存中被替换为本地机器语言,于是 .NET应用程序开始运行。在被编译为本地语言后,应用程序便可以*调用本地代码了。当程序中止时,本地代码从内存中释放,所以在下次运行时,IL需要被即时编译器重新编译。

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