Эндрю Троелсен - ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ С# 2005 И ПЛАТФОРМА .NET 2.0. 3-е издание

Рис. 1.2. Все .NET-компиляторы генерируют IL-инструкции и метаданные

Замечание.Относительно сокращения "IL" здесь уместно сказать несколько дополнительных слов. В ходе разработки .NET официальным названием для IL было Microsoft (intermediate Language (MSIL). Однако в вышедшей версии .NET это название было изменено на OIL (Common Intermediate Language – общий промежуточный язык). Поэтому вам следует знать, что в публикациях, посвященных .NET, сокращения IL, MSIL и CIL обозначают одно и то же. В соответствии с терминологией, принятой сегодня, в тексте этой книги используется сокращение CIL.

После создания *.dll или *.exe с помощью подходящего .NET-компилятора, соответствующий модуль упаковывается в компоновочный блок. Подробное описание компоновочных блоков .NET имеется в главе 11. Однако, чтобы продолжить наше обсуждение среды выполнения .NET, вы должны знать основные особенности формата этих новых файлов.

Как уже было сказано, компоновочный блок содержит программный код CIL, который концептуально напоминает байт-код Java в том смысле, что он не компилируется в специфические для соответствующей платформы инструкции, пока это не станет абсолютно необходимо. Обычно "абсолютная необходимость" означает момент, когда на какой-то блок CIL-инструкций (например, реализацию метода) выполняется ссылка для его использования в среде выполнения .NET.

В добавление к CIL-инструкциям, компоновочные блоки также содержат метаданные, которые подробно описывают особенности каждого "типа" внутри данной бинарной .NET-единицы. Например, если вы имеете класс с именем SportsCar, соответствующие метаданные типа будут описывать такие элементы, как базовый класс SportsCar и интерфейсы, реализуемые SportsCar (если таковые имеются), а также содержать полные описания всех членов, поддерживаемых типом SportsCar.

Метаданные .NET более совершенны по сравнению с метаданными COM. Вы, возможно, уже знаете, что бинарные COM-объекты обычно описываются с помощью библиотеки ассоциированных типов, а это почти то же самое, что и бинарная версия IDL-кода (Interface Definition Language – язык определения интерфейса). Проблема использования COM-информации в том, что эта информация не обязательна, и IDL-код не может документировать внешние серверы, которые нужны для правильного функционирования данного COM-сервера. В противоположность этому метаданные .NET присутствуют обязательно и автоматически генерируются соответствующим .NET-компилятором.

Наконец, в добавление к CIL и метаданным типов, сами компоновочные блоки также описываются с помощью метаданных, для которых используют специальное называние манифест (manifest). Манифест содержит информацию о текущей версии компоновочного блока, информацию о "культуре" (используемую для локализации строк и графических ресурсов) и список всех ссылок на внешние компоновочные блоки, которые требуются для правильного функционирования. Из следующих глав вы узнаете о различных инструментах, которые могут использоваться для исследования типов компоновочного блока, расшифровки его метаданных и манифеста.

Во многих случаях компоновочные блоки .NET- это просто файлы двоичного кода (*.dll или *.exe). Поэтому, если вы строите *.dll .NET, можно считать, что файл двоичного кода и компоновочный блок – это одно и то же. Точно также, если вы строите выполняемое приложение для настольной системы, файл *.exe тоже можно считать компоновочным блоком. Но из главы 11 вы узнаете, что указанное соответствие не столь однозначно. Строго говоря, если компоновочный блок состоит из одного модуля *.dll или *.exe, вы имеете одномодульный компоновочный блок. Одномодульный компоновочный блок содержит весь необходимый код CIL, метаданные и манифест в одном автономном отдельном пакете.

Многомодульные компоновочные блоки, в свою очередь, складываются из множества бинарных .NET-единиц, каждая из которых называется модулем. При этом один из таких модулей (он называется первичным модулем) должен содержать манифест компоновочного блока (и может содержать также CIL-инструкции и метаданные различных типов). Остальные связанные модули содержат манифест уровня модуля, CIL и метаданные типов. Как вы можете догадаться, в манифесте первичного модуля компоновочного блока документируется набор необходимых "второстепенных" модулей.

Но зачем создавать многомодульные компоновочные блоки? Когда вы делите компоновочный блок на отдельные модули, вы получаете более гибкие возможности инсталляции. Например, если пользователь ссылается на удаленный компоновочный блок, то среда выполнения загрузит на его машину только необходимые модули. Поэтому вы можете сконструировать свой компоновочный блок так, чтобы редко используемые типы (например, HardDriveReformatter) были выделены в отдельный автономный модуль.

Если все ваши типы размещаются в компоновочном блоке, представляющем собой единый файл, конечному пользователю придется загружать большой набор данных, из которых в действительности могут понадобиться далеко не все (а это, очевидно, означает лишнюю трату времени). Итак, компоновочный блок на самом деле логически сгруппирован в один или несколько модулей, которые должны инсталлироваться и использоваться, как единое целое.

Теперь, когда вы имеете начальное представление о компоновочных блоках .NET, давайте немного подробнее обсудим роль общего промежуточного языка (CIL). CIL- это язык, находящийся выше любого набора инструкций, специфического для конкретной платформы. Независимо от того, какой язык .NET вы выберете для использования, соответствующий компилятор сгенерирует инструкции CIL. Например, следующий программный код C# моделирует тривиальный калькулятор. Не пытаясь пока что полностью понять синтаксис этого примера, обратите внимание на формат метода Add() в классе Calc.

// Calc.cs

using System;

namespace CalculatorExample {

// Этот класс содержит точку входа приложения.

public class CalcApp {

static void Main() {

Calc с = new Calc();

int ans = c.Add(10, 84);

Console.WriteLine("10 + 84 is {0}.", ans);

// Ждать, пока пользователь не нажмет клавишу ввода.

Console.ReadLine();

}

}

// C#-калькулятор.

public class Calc {

public int Add(int x, int y) {return x + y;}

}

}

После того как компилятор C# (csc.exe) скомпилирует этот файл исходного кода, вы получите состоящий из одного файла компоновочный блок *.exe, который содержит манифест, CIL-инструкции и метаданные, описывающие каждый аспект классов Calc и CalcApp. Например, если вы откроете этот компоновочный блок с помощью ildasm.exe (мы рассмотрим ildasm.exe немного позже в этой же главе), вы увидите, что метод Add () в терминах CIL представляется так.