不用IDE也能寫出C#的Hello World詳解（圖）

用Visual Studio等IDE寫C#的Hello World非常簡單，但脫離了IDE你能不能打印出Hello World呢?這不是說工作時脫離IDE，而是學習一下CLR的執行模型.

　Hello World

　　1、新建一個記事本，輸入如下程式碼，另存為HelloWorld.txt。

using System;
namespace HelloWorld
{
   class Program
   {
        static void Main(string[] args) {
            Console.WriteLine("Hello World!");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

　　2、開啟Visual Studio 2008(2005,2010) 命令提示程式

# 　　3、切換到HelloWorld.txt的目錄

#

# 　　4、執行指令：csc /out:Hello.exe HelloWorld.txt

#

# 　　如無意外，將會編譯出Hello.exe，能列印出Hello World。

　CLR執行模型-編譯期

# 　　CLR程式的執行過程大致分為兩步，編譯期與運行期，編譯期過程大致如下圖:

# 　　其中編譯期邏輯上也可分為兩步驟:

# 　　1、CLR(C#)編譯器接受原始碼文件，並編譯為託管模組。託管模組包括IL程式碼、元資料、CLR頭等組成部分。上面的範例中就是將HelloWorld.txt編譯成託管模組。

　　2、一般程序集都會包含很多原始碼文件(這裡只有HelloWorld.txt)和資源文件，第二步就是把各個原始碼文件和資源文件對應編譯結果合併成組件。

　　執行上面兩步驟就可以得到一個XX.dll或XX.exe的組件，就像上面的Hello.exe。

　　編譯器如何知道要編譯成託管模組還是資源檔?其實是必須明確告訴編譯器每個檔案的怎麼編譯，這個對應Visual Studio的檔案屬性的生成操作.

　　右鍵點選任何Visual Studio解決資源方案的檔案-->屬性-->產生操作:

# 　　指定Class1為嵌入的資源，用ILSpy查看會發現只是把Class1嵌入到程式集中，名稱為:命名空間.檔案名稱:

# 　　你甚至可以將一張圖片設為編譯讓編譯器試圖去編譯它，不過會報錯。

　運行期

　　上面產生了程式集，程式集內的是IL程式碼，它還不是可執行的程式碼。 IL是與CPU無關的機器語言，直到組件被調用，才會由JIT(Just-in-Time，實時)編譯器編譯為本機碼(CPU指令)。在運行時，CLR執行以下步驟:

# 　　1、檢查組件的安全特性;

　　2、在記憶體中分配空間;

　　3、把程式集中的可執行程式碼傳送給JIT編譯器，把其中一部分編譯成本機碼(CPU指令)。

　　程式集的可執行程式碼在需要的時候由JIT編譯器編譯，然後本機程式碼(CPU指令)就被快取以備後來的程式中執行。一旦應用程式終止，編譯好的本機程式碼也會被丟棄。

　　例如如果將上面的程式碼改為:

static void Main(string[] args) {
    Console.WriteLine("Hello");
    Console.WriteLine("World!");
    Console.ReadKey();
}

　　第一個WriteLine需要先JIT編譯，再執行。而由於已編譯WriteLine的程式碼，所以第二個WriteLine會直接執行記憶體區塊中的程式碼，跳過JIT編譯。

　　由於分配記憶體、JIT編譯過程等，所以程式會在第一次運行時造成一些效能損失，寫ASP.NET時這種感覺特變明顯，按了F5會等很久才會顯示首頁。

　　下面模擬感受這個過程。用一大堆類別延長記憶體分配的時間，參考這個檔案HelloWorld.cs:

#

# 　　再次執行指令:csc /out:Hello.exe HelloWorld.txt，得到Hello.exe，執行時發現有一定的延遲才會列印出Hello World。

　生成本機代碼

# 　　使用.NET提供的NGen.exe，可以將IL程式碼編譯成本機程式碼，可以解決上面的問題。 NGen.exe有兩個作用:

　　1、加快應用程式的啟動速度。因為程式碼已編譯為本機程式碼，運行時不需要再花時間編譯。

　　2、減少應用程式的組件。如果一個程式集會同時載入多個進程，NGen.exe會將IL編譯成本機程式碼，並儲存到一個單獨的檔案中。這樣就可以透過"記憶體映射"的方式，同時映射到多個進程中，使程式碼共享，避免每個進程一份程式碼。

　　再次執行 Visual Studio 2008(2005,2010) 命令提示程式

　　執行以下指令：ngen install Hello.exe:

　　

# 　　指令完成(在我的機器大概要10秒左右，到能再次輸入指令才完成)後，執行Hello.exe會發現馬上就能列印出Hello World，沒有任何延遲。

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