C#基础知识之托管代码和非托管代码

快来打我* 2021-06-26 16:06 474阅读 0赞

## 什么是托管代码(`managed code`) ##

托管代码(`Managed Code`)就是中间语言(IL)代码，在公共语言运行库(CLR)中运行。编译器把代码编译成中间语言，当方法被调用时，`CLR`把具体的方法编译成适合本地计算机运行的机器码，并且将编译好的机器码缓存起来，以备下次调用使用。**随着程序集的运行，`CLR`提供各种服务：内存管理，安全管理，线程管理，垃圾回收，类型检查等等。**

托管代码是一microsoft的中间语言(IL)，他主要的作用是在`.NET FRAMEWORK`的公共语言运行库(`CLR`)执行代码前去编译源代码，也就是说托管代码充当着翻译的作用，源代码在运行时分为两个阶段：

*  源代码编译为托管代码,（所以源代码可以有很多种，如`VB,C#,J#`)
 *  托管代码编译为`microsoft`的平台专用语言

编译器把代码编译成中间语言(IL)，而不是能直接在你的电脑上运行的机器码。**中间语言被封装在一个叫程序集(`assembly`)的文件中，程序集中包含了描述你所创建的类，方法和属性(例如安全需求)的所有元数据。你可以拷贝这个程序集到另一台服务器上部署它。**

托管代码在公共语言运行库(`CLR`)中运行。这个运行库给你的运行代码提供各种各样的服务，通常来说，他会加载和验证程序集，以此来保证中间语言的正确性。当某些方法被调用的时候，运行库把具体的方法编译成适合本地计算机运行的机械码，然后会把编译好的机械码缓存起来，以备下次调用。(这就是即时编译)随着程序集的运行，运行库会持续地提供各种服务，例如自动垃圾回收、运行库类型检查和安全支持等。这些服务帮助提供独立于平台和语言的、统一的托管代码应用程序行为。

Visual Basic .NET和C\#只能产生托管代码。如果你用这类语言写程序，那么所产生的代码就是托管代码。如果你愿意，Visual C++ .NET可以生成托管代码。当你创建一个项目的时候，选择名字是以.Managed开头的项目类型。例如.Managed C++ application。

## 什么是非托管代码(`unmanaged code`) ##

**非托管代码，直接编译成目标计算机码，在公共语言运行库环境的外部，由操作系统直接执行的代码，代码必须自己提供垃圾回收，类型检查，安全支持等服务。如需要内存管理等服务，必须显示调用操作系统的接口，通常调用`Windows SDK`所提供的`API`来实现内存管理。**

当项目选择名字以`MFC，ATL，Win32`开头的项目类型，那么这个项目所产生的就是非托管程序。

非托管代码就是在Visual Studio .NET 2002发布之前所创建的代码。例如Visual Basic 6, Visual C++ 6, 最糟糕的是，连那些依然残存在你的硬盘中、拥有超过15年历史的陈旧C编译器所产生的代码都是非托管代码。托管代码直接编译成目标计算机的机械码，这些代码只能运行在编译出它们的计算机上，或者是其它相同处理器或者几乎一样处理器的计算机上。非托管代码不能享受一些运行库所提供的服务，例如安全和内存管理等。如果非托管代码需要进行内存管理等服务，就必须显式地调用操作系统的接口，通常来说，它们会调用`Windows SDK`所提供的`API`来实现。就最近的情况来看，非托管程序会通过`COM`接口来获取操作系统服务。

跟Visual Studio平台的其他编程语言不一样，`Visual C++`可以创建非托管程序。当你创建一个项目，并且选择名字以M FC，ATL或者Win32开头的项目类型，那么这个项目所产生的就是非托管程序。

## 托管代码和非托管代码的区别 ##

1、托管代码是一种中间语言，运行在`CLR`上；非托管代码被编译为机器码，运行在机器上。

2、托管代码独立于平台和语言，能更好的实现不同语言平台之间的兼容；非托管代码依赖于平台和语言。

3、托管代码可享受`CLR`提供的服务（如安全检测、垃圾回收等），不需要自己完成这些操作；非托管代码需要自己提供安全检测、垃圾回收等操作。

## 托管代码与非托管代码的性能比较 ##

基本上每个人都知道的是，所有.Net语言都将被编译成为一个叫做IL汇编的中间语言。但是计算机是如何执行这个中间代码的，却是很多人不知道，甚至理解错误了的。JIT是.NET程序运行的重要部件之一，全称是即时编译器。很多人都以为JIT其实就是跟Java VM差不多的东西，是一个Interpreter，在运行时读取IL汇编代码，然后模拟成x86代码（也就是俗称的虚拟机）。但是事实上，.NET使用的是更为高级的技术。 .Net程序被加载入内存以后，当某段IL代码被第一次运行的时候，JIT编译器就会将这段IL代码，全部编译成本地代码，然后再执行。这也就是为什么.NET程序第一次运行都启动很慢的原因！ 随.NET库，微软还附带了一个工具，可以事先将.NET程序所有的IL代码都编译成本地代码并保存在缓存区中，这样一来，这个程序就跟c++编译的一模一样了，没有任何区别，运行时也可以脱离JIT了（这里不要混淆了，这里不是说可以脱离.NET库，而是说不需要在进行即时编译这个过程了）。所以，请不要将.NET和Java混为一谈，两个的运行效率根本不是一个等级的！

JIT的优化指的是可以针对本地CPU，在编译时进行优化。传统程序在编译时，为了保证兼容性，通常使用最通用的指令集（比如古老的386指令集）来编译。而JIT知道CPU的具体类型，可以充分利用这些附加指令集进行编译，这样的性能提升是很可观的。

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# C\#托管代码和非托管代码 #

## 含义 ##

托管/非托管是微软的`.net framework`中特有的概念。

非托管代码：也叫本地（native）代码。

托管代码：是由公共语言运行库（CLR）执行的代码，而不是由操作系统直接执行。本地代码经过两次编译，第一次将源代码编译成中间代码（MSIL，MicrosoftIntermediate Language），第二次由.net中的CLR将中间代码编译成机器代码。程序实际上是被“托管”在公共语言运行库中。随着程序集的运行，公共语言运行库会持续地提供各种服 务，例如内存管理、安全管理、线程管理等等。和托管资源/非托管资源不同，不要弄混。

## 托管代码的优点 ##

1.跨平台。有关内存管理（内存申请，内存释放，垃圾回收之类的）全部都是.net的CLR来管理

2.更加安全，不会出现诸如内存泄露之类的问题

## 托管代码的缺点 ##

1.对程序的性能也产生一定的影响。CLR首次加载程序集代码时,JIT将IL编译成本地代码时,会对其进行代码优化,这类似与非托管C++编译器的后端所做的事情.这可能也会花费加多的时间生成优化代码。

2.不能直接读取内存，不够灵活