Обзор среды CLR

.NET предоставляет среду выполнения (среду CLR), которая выполняет код и предлагает службы, облегчающие процесс разработки.

Компиляторы и иные средства позволяют использовать функции среды CLR и дают разработчикам возможность писать код, использующий преимущества этой среды управляемого выполнения. Код, разработанный с использованием языкового компилятора для среды выполнения, называют управляемым. В нем используются преимущества таких средств, как объединение языков программирования, объединенная обработка исключений, усиленная безопасность, поддержка отслеживания версий и развертывания, упрощенная модель взаимодействия компонентов, а также службы отладки и профилирования.

Чтобы включить в среде выполнения предоставление служб управляемому коду, языковые компиляторы должны предоставлять метаданные с описанием типов, членов и ссылок в коде. Метаданные хранятся вместе с кодом. Они содержатся в каждом загружаемом переносимом исполняемом (PE) файле среды CLR. Метаданные в среде выполнения используются для поиска и загрузки классов, размещения экземпляров в памяти, разрешения имен при вызове методов, создания машинного кода, обеспечения безопасности и установки границ контекста времени выполнения.

Среда выполнения обеспечивает автоматическое размещение объектов и управление ссылками на них, а также освобождение объектов, когда они больше не используются. Объекты, время жизни которых управляется подобным образом, называются управляемыми данными. Сборка мусора исключает утечку памяти и некоторые другие часто возникающие ошибки программирования. Если код является управляемым, в приложении .NET можно использовать управляемые данные, неуправляемые данные или управляемые и неуправляемые данные одновременно. Поскольку языковые компиляторы поставляют собственные типы, например, простые типы, пользователь может не знать (и не иметь такой необходимости), являются ли данные управляемыми.

Среда CLR упрощает разработку компонентов и приложений, объекты которых могут работать в разных языках. Объекты, написанные на разных языках, могут взаимодействовать друг с другом, а их поведение может быть тесно интегрировано. Например, разработчик может определить класс, а затем на другом языке создать производный от него класс или вызвать метод из исходного класса. Можно также передать экземпляр класса в метод класса, написанного на другом языке. Такая интеграция языков программирования возможна в силу того, что языковые компиляторы и программы, которые обращаются к среде выполнения, используют систему общих типов, определенную средой выполнения, и следуют правилам среды выполнения при определении новых типов, а также при создании, использовании, сохранении и привязки к типам.

В составе своих метаданных все управляемые компоненты содержат сведения о компонентах и ресурсах, на базе которых они построены. Среда выполнения использует эти сведения, чтобы обеспечить наличие всех необходимых ресурсов для компонента или приложения. Это снижает вероятность сбоев кода из-за каких-либо неудовлетворенных зависимостей. Сведения о регистрации и данные о состоянии больше не сохраняются в реестре, где их трудно задавать и поддерживать. Вместо этого сведения об определяемых разработчиком типах (и их зависимостях) сохраняются вместе с кодом в виде метаданных, что существенно упрощает репликацию и удаление компонентов.

Языковые компиляторы и программы предоставляют функции среды выполнения так, чтобы они были полезны и интуитивно понятны для разработчиков. Это означает, что некоторые средства среды выполнения могут быть заметными в одной среде больше, чем в другой. Характеристики среды выполнения зависят от используемых языковых компиляторов и программ. Например, разработчик Visual Basic при работе со средой CLR может заметить, что язык Visual Basic имеет больше средств объектно-ориентированного программирования, чем раньше. Среда выполнения предоставляет следующие преимущества:

• повышение производительности;

• возможность легко использовать компоненты, разработанные на других языках;

• расширяемые типы, предоставляемые библиотекой классов;

• языковые возможности (например, наследование, интерфейсы и перегрузку) для объектно-ориентированного программирования;

• поддержку явной свободной потоковой обработки, позволяющую создавать масштабируемые многопотоковые приложения;

• поддержку структурированной обработки исключений;

• поддержку настраиваемых атрибутов;

• сборка мусора;

• использование делегатов вместо указателей на функции для повышения типобезопасности и уровня защиты. Подробнее о делегатах см. в разделе Система общих типов CTS.

Версии CLR

Выпуски .NET Core и .NET 5 или более поздней версии имеют одну версию продукта, т. е. не существует отдельной версии среды CLR. Список версий .NET Core см. в разделе Загрузка .NET Core.

Однако номер версии платформы .NET Framework не всегда соответствует номеру версии среды CLR, которую он содержит. Список версий .NET Framework и соответствующих версий среды CLR см. в разделе Версии и зависимости платформы .NET Framework.

См. также