不用IDE寫C#的Hello World

　　用Visual Studio等IDE寫C#的Hello World非常簡單，但脫離了IDE你能不能列印出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、執行命令：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，編譯期和執行期，編譯期過程大致如下圖:

　　其中編譯期邏輯上也可分為兩步:

　　1、CLR(C#)編譯器接受原始碼檔案，並編譯為託管模組。託管模組包括IL程式碼、後設資料、CLR頭等組成部分。上面的例子中就是將HelloWorld.txt編譯成託管模組。

　　2、一般程式集都會包含很多原始碼檔案(這裡只有HelloWorld.txt)和資原始檔，第二步就是把各個原始碼檔案和資原始檔對應編譯結果合併成程式集。

　　執行上面兩步就可以得到一個XX.dll或XX.exe的程式集，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原始檔?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.

　　右擊任何Visual Studio解決資源方案的檔案-->屬性-->生成操作:

　　指定Class1為嵌入的資源，用ILSpy檢視會發現只是把Class1嵌入到程式集中，名稱為:名稱空間.檔名:

　　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。

　執行期

　　上面生成了程式集，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，直到程式集被呼叫，才會由JIT(Just-in-Time，實時)編譯器編譯為本機程式碼(CPU指令)。在執行時，CLR執行如下步驟:

　　1、檢查程式集的安全特性;

　　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程式碼(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執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。用一大堆類延長記憶體分配的時間，參考這個檔案HelloWorld.cs:

　　再次執行命令: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。

　生成本機程式碼

　　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，執行時不需要再花時間編譯。

　　2、減少應用程式的程式集。如果一個程式集會同時載入多個程式，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。這樣就可以通過"記憶體對映"的方式，同時對映到多個程式中，使程式碼共享，避免每個程式一份程式碼。

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

　　執行如下命令：ngen install Hello.exe:

　　

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