1. .NET for Android 上的執行機制
Android 應用使用 Mono 執行時 或 .NET 執行時 在 Android 裝置上執行。具體過程如下：
編譯過程：
- C# 程式碼編寫：開發者使用 C# 編寫業務邏輯程式碼。
- 編譯為 IL：C# 程式碼透過 Roslyn 編譯器 轉換為 中間語言（IL）。
- JIT 或 AOT 編譯：
- JIT（即時編譯）：在 Android 上，Mono 執行時 會將 IL 編譯為裝置上能夠執行的機器碼（JIT 編譯）。JIT 編譯在應用執行時動態進行。
- AOT（提前編譯）：從 .NET 6 開始，可以使用 AOT 編譯，在應用釋出時就將 IL 程式碼提前編譯為目標裝置的原生機器碼。
執行時環境：
- Mono Runtime（對於較舊版本）或 .NET 執行時（從 .NET 6 開始）負責載入和管理這些 IL 程式碼，並處理記憶體、垃圾回收、執行緒管理等任務。
訪問原生 API：
- 呼叫原生功能：透過 Xamarin.Android 或 .NET for Android 提供的繫結，C# 程式碼可以呼叫 Android 的原生 API。例如，訪問感測器、攝像頭、位置等裝置功能。
- 平臺特定的程式碼：開發者可以使用 DependencyService 或 Effects 等方式，編寫 Android 特有的實現程式碼。
UI 渲染：
- Xamarin.Forms 或 .NET MAUI 提供了跨平臺 UI 構建工具，使用 渲染器（Renderer）將統一的 UI 控制元件渲染為 Android 原生控制元件（如
Button,Label等）。UI 渲染會與 Android 原生檢視系統（如View,Activity）互動。
2. .NET for iOS 上的執行機制
iOS 應用通常透過 Mono 執行時 或 .NET 執行時 進行編譯和執行。與 Android 不同，iOS 對動態編譯有嚴格的限制，因此必須使用 AOT 編譯。
編譯過程：
- C# 程式碼編寫：開發者使用 C# 編寫應用程式的業務邏輯。
- 編譯為 IL：和 Android 一樣，程式碼首先會被編譯為 中間語言（IL）。
- AOT 編譯：
- 由於 iOS 不允許應用在執行時進行 JIT 編譯，因此必須使用 AOT 編譯（即提前編譯）。這意味著所有的 C# 程式碼都需要在構建時被轉換為 iOS 裝置可以直接執行的原生機器碼。
- 構建過程中，IL 會被轉換成目標平臺的 ARM 程式碼，並嵌入到最終的
.app包中。
執行時環境：
- Mono Runtime 或 .NET Runtime：執行時負責管理記憶體、執行緒、垃圾回收等。由於 iOS 的要求，Mono 執行時需要與 iOS 的平臺規範相容，以確保應用在 iOS 上的效能和穩定性。
- 應用啟動：應用啟動時，iOS 會載入包含在
.app包中的原生機器碼並執行。
訪問原生 API：
- 呼叫原生功能：C# 程式碼透過 Xamarin.iOS 或 .NET for iOS 提供的繫結訪問 iOS 原生 API。例如，訪問裝置的攝像頭、定位功能等。
- 平臺特定程式碼：同樣可以使用 DependencyService 來實現平臺特定的功能，比如特定於 iOS 的 UI 行為。
UI 渲染：
- Xamarin.Forms 或 .NET MAUI：使用 渲染器 將跨平臺的 UI 控制元件轉換為 iOS 的原生控制元件。這樣，開發者可以使用統一的 UI 定義來構建 Android 和 iOS 應用，但在底層會呼叫原生的檢視和控制元件進行渲染。
總結：在 Android 和 iOS 上的執行機制比較
| 機制 | Android (透過 .NET for Android) | iOS (透過 .NET for iOS) |
|---|---|---|
| 編譯方式 | JIT 編譯（Mono 執行時），也支援 AOT 編譯 | AOT 編譯（無法使用 JIT 編譯） |
| 執行時 | Mono 或 .NET 執行時 | Mono 或 .NET 執行時 |
| API 訪問 | 呼叫 Android 的原生 API | 呼叫 iOS 的原生 API |
| UI 渲染 | 渲染器將 UI 控制元件轉換為 Android 原生控制元件 | 渲染器將 UI 控制元件轉換為 iOS 原生控制元件 |
| 平臺特定程式碼 | 透過 DependencyService 實現平臺特定功能 | 透過 DependencyService 實現平臺特定功能 |
| 應用部署 | 打包成 APK 檔案，透過 Google Play 釋出 | 打包成 .ipa 檔案，透過 App Store 釋出 |
應用如何在 Android 和 iOS 上執行的總結
- 編譯為 IL：C# 程式碼首先編譯為中間語言（IL）。
- 編譯為原生程式碼：
- 在 Android 上，使用 JIT 編譯 或 AOT 編譯 將 IL 轉換為原生程式碼。
- 在 iOS 上，必須使用 AOT 編譯，將 IL 轉換為原生 ARM 機器碼。
- 執行時：Mono 或 .NET 執行時在裝置上執行編譯後的程式碼，管理記憶體和垃圾回收。
- 原生 API 訪問：透過平臺繫結，C# 程式碼可以訪問 Android 或 iOS 的原生 API。
- UI 渲染：跨平臺 UI 控制元件透過渲染器轉換為目標平臺的原生控制元件。
這種方式使得 .NET for Android/iOS 應用能夠在 Android 和 iOS 上執行，並且支援對原生功能和 UI 的訪問。透過這些技術，開發者可以用 C# 開發跨平臺應用，同時充分利用平臺特性。