Что такое net машина

Обеспечение согласованной объектно-ориентированной среды программирования для локального сохранения и выполнения объектного кода, для локального выполнения кода, распределенного в Интернете, либо для удаленного выполнения.

Предоставление среды выполнения кода, в которой:

сведена к минимуму вероятность конфликтов в процессе развертывания программного обеспечения и управления его версиями;

гарантируется безопасное выполнение кода, включая код, созданный неизвестным или не полностью доверенным сторонним изготовителем;

исключаются проблемы с производительностью сред выполнения скриптов или интерпретируемого кода;

обеспечиваются единые принципы разработки для разных типов приложений, таких как приложения Windows и веб-приложения;

Например, ASP.NET размещает среду выполнения и обеспечивает масштабируемую среду для управляемого кода на стороне сервера. ASP.NET работает непосредственно со средой выполнения, чтобы обеспечить выполнение приложений ASP.NET и веб-служб XML, обсуждаемых ниже в этой статье.

Обозреватель Internet Explorer может служить примером неуправляемого приложения, размещающего среду выполнения (в виде расширений типов MIME). Размещение среды выполнения в обозревателе Internet Explorer позволяет внедрять управляемые компоненты или элементы управления Windows Forms в HTML-документы. Такое размещение среды позволяет выполнять управляемый мобильный код и пользоваться его существенными преимуществами, в частности выполнением в условиях неполного доверия и изолированным хранением файлов.

На следующем рисунке демонстрируется взаимосвязь среды CLR и библиотеки классов с пользовательскими приложениями и всей системой. На рисунке также показано, как управляемый код работает в пределах более широкой архитектуры.

Возможности среды CLR

Среда CLR управляет памятью, выполнением потоков, выполнением кода, проверкой безопасности кода, компиляцией и другими системными службами. Эти средства являются внутренними для управляемого кода, который выполняется в среде CLR.

По соображениям безопасности управляемым компонентам присваиваются разные степени доверия, зависящие от ряда факторов, в число которых входит их происхождение (например, Интернет, сеть предприятия или локальный компьютер). Это означает, что управляемый компонент может или не может выполнять операции доступа к файлам, операции доступа к реестру или другие важные функции, даже если он используется в одном и том же активном приложении.

Кроме того, управляемая среда выполнения исключает многие часто возникающие проблемы с программным обеспечением. Например, среда выполнения автоматически управляет размещением объектов и ссылками на объекты, освобождая их, когда они больше не используются. Автоматическое управление памятью исключает две наиболее часто возникающие ошибки приложений: утечки памяти и недействительные ссылки на память.

Хотя среда выполнения разрабатывалась для будущего программного обеспечения, она также поддерживает сегодняшнее и вчерашнее программное обеспечение. Взаимодействие управляемого и неуправляемого кодов позволяет разработчикам использовать необходимые компоненты COM и библиотеки DLL.

Среда выполнения разработана для повышения производительности. Хотя общеязыковая среда выполнения предоставляет многие стандартные службы времени выполнения, управляемый код никогда не интерпретируется. Средство компиляции по требованию (JIT) позволяет выполнять весь управляемый код на машинном языке компьютера, где он запускается. Между тем диспетчер памяти устраняет возможность фрагментации памяти и увеличивает объем адресуемой памяти для дополнительного повышения производительности.

Наконец, среда выполнения может размещаться в высокопроизводительных серверных приложениях, таких как Microsoft SQL Server и службы IIS (Internet Information Services). Такая инфраструктура позволяет использовать управляемый код для написания собственной логики программ, пользуясь при этом высочайшей производительностью лучших производственных серверов, которые поддерживают размещение среды выполнения.

Приложения с графическим интерфейсом Windows (Windows Forms). См. статью Windows Forms.

Приложения Windows Presentation Foundation (WPF). См. статью Windows Presentation Foundation.

Сервисноориентированные приложения, использующие Windows Communication Foundation (WCF). См. статью Разработка сервисноориентированных приложений с помощью WCF.

Приложения, поддерживающие бизнес-процессы Windows Workflow Foundation (WF). См. Windows Workflow Foundation.

Источник

.NET — это бесплатная платформа разработки с открытым исходным кодом для создания различных типов приложений, таких как следующие:

Для совместного использования функциональных возможностей различных приложений и типов приложений используются библиотеки классов.

Кроссплатформенные

Поддерживаемые архитектуры процессоров:

.NET позволяет использовать специальные возможности платформы, такие как API операционной системы. Примерами являются Windows Forms и WPF в Windows и собственные привязки к каждой мобильной платформе из Xamarin.

Открытый исходный код

Поддержка

Инструменты и производительность

.NET предоставляет возможность выбора языков, интегрированных сред разработки (IDE) и других средств.

Языки программирования

C# (произносится как «си шарп») — современный объектно-ориентированный и типобезопасный язык программирования. C# относится к широко известному семейству языков C, и покажется хорошо знакомым любому, кто работал с C, C++, Java или JavaScript.

Язык F# поддерживает функциональные, объектно-ориентированные и императивные модели программирования.

Интегрированные среды разработки

Онлайн-среда Visual Studio Code, которая в настоящее время доступна в виде бета-версии.

Пакет SDK и среды выполнения

Загружаемый пакет SDK содержит следующие компоненты.

Загружаемая среда выполнения содержит следующие компоненты.

Дополнительные сведения см. в следующих ресурсах:

Система проектов и MSBuild

И вот один для веб-приложения:

NuGet

Дополнительные сведения см. в документации NuGet.

.NET Interactive — это группа средств и интерфейсов командной строки, которые позволяют пользователям создавать интерактивные возможности в веб-приложениях, разметке и записных книжках.

Дополнительные сведения см. в следующих ресурсах:

Модели выполнения.

.NET CLR — это кроссплатформенная среда выполнения, которая включает поддержку Windows, macOS и Linux. Среда CLR обрабатывает выделение памяти и управление ей. Среда CLR также является виртуальной машиной, которая не только выполняет приложения, но и создает, а также компилирует код с помощью JIT-компилятора.

Для получения дополнительной информации см. Common Language Runtime.

JIT-компилятор и промежуточный язык

Так как JIT-компиляция происходит во время выполнения приложения, время компиляции является частью времени выполнения. Таким образом, JIT-компиляторы должны поддерживать баланс между временем оптимизации кода и экономии, к которой может привести результирующий код. Но JIT-компилятор знает фактическое оборудование и может освободить разработчиков от поставки различных реализаций для различных платформ.

Компилятор AOT

Автоматическое управление памятью

Сборщик мусора (GC) управляет выделением и освобождением памяти для приложений. Каждый раз, когда код создает новый объект, среда CLR выделяет память для объекта из управляемой кучи. Пока в управляемой куче есть доступное адресное пространство, среда выполнения продолжает выделять пространство для новых объектов. Когда остается недостаточное свободное пространство адресов, сборщик мусора проверяет наличие объектов в управляемой куче, которые больше не используются приложением. Затем эта память освобождается.

GC — это одна из служб CLR, которая помогает обеспечить безопасность памяти. Программа является безопасной по памяти, если она обращается только к выделенной памяти. Например, среда выполнения гарантирует, что приложение не обращается к невыделенной памяти за пределами границ массива.

Дополнительные сведения о сборке мусора см. в статьях Автоматическое управление памятью и Основы сборки мусора.

Работа с неуправляемыми ресурсами

Дополнительные сведения см. в разделе Очистка неуправляемых ресурсов.

Модели развертывания

Можно установить несколько версий среды выполнения параллельно, чтобы запускать зависящие от платформы приложения, предназначенные для разных версий среды выполнения. Дополнительные сведения см. в разделе Целевые платформы.

Исполняемые файлы создаются для конкретных целевых платформ, которые указываются с помощью идентификатора среды выполнения (RID).

Библиотеки среды выполнения.

.NET имеет обширный стандартный набор библиотек классов, известный как библиотеки среды выполнения, библиотеки платформы или библиотеки базовых классов (BCL). Эти библиотеки предоставляют реализации для многих общих и зависящих от рабочей нагрузки типов, а также функциональные возможности.

Расширения библиотек среды выполнения

Библиотеки для некоторых часто используемых функциональных возможностей приложения не включены в библиотеки среды выполнения, но доступны в пакетах NuGet, как показано ниже.

Доступ к данным

.NET предоставляет объектно-реляционный модуль сопоставления (ORM) и способ написания SQL-запросов в коде.

Entity Framework Core

LINQ позволяет писать декларативный код для работы с данными. Данные могут быть представлены разными формами (например, объектами в памяти, содержимым базы данных SQL или XML-документом), но обычно создаваемый код LINQ не отличается для каждого из источников данных.

Уточнение терминологии

Среда выполнения

платформа

Пакет SDK

platform

Сложные сценарии

Взаимодействие на уровне машинного кода

Основным способом осуществления взаимодействия с собственными API является «вызов неуправляемого кода» или сокращенно P/Invoke. P/Invoke поддерживается на платформах Linux и Windows. Способ, который подходит только для Windows, называется «COM-взаимодействием» и используется для работы с COM-компонентами в управляемом коде. Он основан на инфраструктуре P/Invoke, но работает иначе.

Небезопасный код

Дополнительные сведения см. в разделе Небезопасный код и указатели.

Источник

.NET – набор вертикалей

Конечно, в самой идее предлагать специализированный набор возможностей, удовлетворяющих определенными потребностям, нет ничего плохого. Это становится проблемой, когда отсутствует системный подход и специализация происходит на каждом слое без учета того, что происходит в соответствующих слоях других вертикалей. Последствием таких решения является набор платформ, которые имеют ряд общих API только потому, что они когда-то начинались из единой базы кода. Со временем, это приводит к росту различий, если только не проводить явные (и дорогие) упражнения для достижения единообразия API.

В какой момент возникает проблема с фрагментацией? Если вы нацелены только на одну вертикаль, то в реальности никакой проблемы нет. Вам предоставлен набор API, оптимизированный именно для вашей вертикали. Проблема проявляет себя, как только вы хотите делать что-то горизонтальное, ориентированное на множество вертикалей. Вот теперь вы задаетесь вопросом о доступности различных API и думаете, как производить блоки кода, которые работали бы на разных целевых вертикалях.

Рождение переносимых библиотек классов (Portable Class Library, PCL)

Изначально не было никакого специального концепта для разделения кода между различными вертикалями. Не было переносимых библиотек классов или разделяемых проектов. Вам буквально было нужно создавать множество проектов, использовать ссылки на файлы и множество #if. Это делало задачу нацеливания кода на множество вертикалей действительно сложной.

К моменту выхода Windows 8 мы пришли к плану, как бороться с этой проблемой. Когда мы проектировали профиль Windows Store, мы ввели новую концепцию для лучшего моделирования подмножества: контракты.

Идея контрактов заключается в том, чтобы предоставить продуманный набор API, подходящих для задач декомпозиции кода. Контракты – это просто сборки, под которые вы можете компилировать свой код. В отличие от обычных сборок, сборки контрактов спроектированы именно под задачи декомпозиции. Мы четко прослеживаем зависимости между контрактами и пишем их так, чтобы они отвечали за что-то одно, а не были свалкой API. Контракты имеют независимую версионность и следуют соответствующим правилам, например, если добавляется новый API, то он будет доступен в сборке с новой версией.

Сегодня мы используем контракты для моделирования API во всех вертикалях. Вертикаль может просто взять и выбрать, какие контракты она будет поддерживать. Важным моментом является то, что вертикаль обязана поддерживать контракт целиком или не поддерживать вовсе. Другими словами, она не может включить в себя подмножество контракта.

Это позволяет говорить о различиях в API между вертикалями уже на уровне сборок в отличие от индивидуальных различиях в API, как это было раньше. Это позволяет нам реализовать механизм библиотек кода, которые нацелены на множество вертикалей. Такие библиотеки сегодня известны как переносимые библиотеки классов (portable class libraries).

Объединение формы API против объединения реализаций

Намного лучше унифицировать реализации: вместо того, чтобы только предоставлять хорошо декомпозированное описание, мы должные подготовить декомпозированную реализацию. Это позволит вертикалям просто использовать одну и ту же реализацию. Сближение вертикалей больше не будет требовать дополнительных действий; оно достигается просто за счет правильного конструирования решения. Конечно все равно будут случаи, в которых необходимы различные реализации. Хороший пример этого – это файловые операции, требующие использования разных технологий в зависимости от окружения. Однако, даже в этом случае намного проще попросить каждую команду, отвечающую за конкретные компонент, подумать, как из API будут работать в разных вертикалях, чем постфактум пытаться предоставить единый набор API поверх. Переносимость – это не есть что-то, что вы можете добавить после. К примеру, наш File API включает поддержку Windows Access Control Lists (ACL), которые не поддерживаются всем окружениями. При дизайне API нужно учитывать такие моменты и, в частности, предоставлять подобную функциональность в отдельных сборках, которые могут отсутствовать на платформах, не поддерживающих ACL.

Фреймворки для всей машины против локальных фреймворков для приложения

Это все очень редкие случаи, но, когда у вас пользовательская база в 1.8 миллиарда машин, быть совместимым с 99.9% по-прежнему означает, что 1.8 миллиона машин затронуто.

Интересно, что во многих случая исправить затронутые приложения требует довольно простых действий. Но проблема в том, что разработчик приложения не всегда доступен в момент поломки. Давайте рассмотрим конкретный пример.

Такой подход в общем-то почти полностью снимает все проблемы, мешающие вам обновиться до свежей версии. Ваши возможности перейти на новую версию ограничены только вашей возможностью выпустить новую версию вашего приложения. Это также означает, что вы контролируете, какая версия библиотеки используется конкретным приложением. Обновления производятся в контексте одного приложения, никак не затрагивая другие приложения на той же машине.

Это позволяет выпускать обновления в гораздо более гибкой манере. NuGet также предлагает возможность попробовать предварительные версии, что позволяет нам выпускать сборки без строгих обещаний относительно работы конктретных API. Такой подход позволяет нам поддерживать процесс, в котором мы предлагаем вам наш свежий взгляд на дизайн сборки – и, если вам не нравится, просто его изменить. Хороший пример это – это неизменяемые коллекции (immutable collections). Бета-период длился порядка 9 месяцев. Мы потратили много времени, пытаясь добиться правильного дизайна прежде, чем выпустить первую версию. Нет необходимости говорить, что финальная версия дизайна библиотеки, — благодаря вашим многочисленным отзывам, — намного лучше, чем начальная.

.NET Core – это модульная реализация, которая может использоваться широким набором вертикалей, начиная с дата-центров и заканчивая сенсорными устройствами, доступная с открытым исходным кодом, и поддерживаемая Microsoft на Windows, Linux и Mac OSX.

NuGet как первоклассный механизм доставки

Для слоя BCL у нас будет прямое соответствие между сборками и пакетами NuGet.

В дальнейшем NuGet-пакеты будут иметь те же имена, что и сборки. К примеру, неизменяемые коллекции перестанут распространяться под именем Microsoft.Bcl.Immutable и вместо этого будут в пакет, называющемся System.Collections.Immutable.

В дополнение, мы решили использовать семантический подход для версионности сборок. Номер версии NuGet-пакета будет согласован с версией сборки.

Согласованность именования и версионности между сборками и пакетами сильно облегчит их поиск. У вас не должно возникнуть вопроса, в каком пакете содержится System.Foo, Version=1.2.3.0 – он находится в пакете System.Foo с версией 1.2.3.

Готов для корпоративного использования

Основа для открытого кода и кросс-платформенности

Из прошлого опыта мы знаем, что успех открытого кода зависит от сообщества вокруг него. Ключевой аспект этого – это открытый и прозрачный процесс разработки, который позволит сообществу участвовать в ревью кода, знакомиться с документам по проектированию и вносить свои изменения в продукт.

Конечно, отдельные компоненты, например, файловая система, требуют отдельной реализации. Модель доставки через NuGet позволяет нам абстрагироваться от этих различий. Мы можем иметь единый NuGet-пакет, предоставляющий различные реализации для каждого из окружений. Однако важный момент тут как раз в том, что это внутренняя кухня реализации компонента. С точки зрения разработчика это единый API, который работает на разных платформах.

Наличие всех трех элементов позволяет нам добиться широкого спектра гибкости и зрелости решений:

Нам кажется, что мы нашли хороший баланс между тем, чтобы заложить основу для будущего, сохраняя при этом хорошую совместимость с существующими стеками. Давайте посмотрим детальнее на часть из этих платформ.

.NET Framework 4.6

Windows Store и Windows Phone

Более детально выбор между двумя подходами описан в статье «Sharing code across platforms».

Итоги

На нас лежит ответственность за продолжение выпуска критичных обновлений безопасности, не требующих работы со стороны разработчиков приложений, даже если затрагиваемые компоненты распространятся эксклюзивно как NuGet-пакеты.

А вот и другие наши статьи по схожей тематике:

Источник

BestProg

Содержание

Поиск на других ресурсах:

.NET Framework служит средой для поддержки, разработки и выполнения распределенных приложений, которые базируются на компонентах (элементах управления).

Приложения (программы) можно разрабатывать на разных языках программирования, которые поддерживают эту технологию.

.NET Framework обеспечивает:

Библиотека базовых классов включает в себя определение разнообразных примитивов, которыми могут быть: потоки, графические API-интерфейсы, реализация баз данных, файловый ввод-вывод и прочее.

3. Какой принцип действия общеязыковой среды выполнения CLR ( Common Language Runtime )?

Основное назначение CLR – превратить промежуточный код MSIL в исполнительный код в процессе выполнения программы.

Рис. 1. Процесс преобразования исходного кода в код на языке MSIL ( CIL или IL ) и создание файла сборки ( *.dll или *.exe )

Исполнительная среда CLR отвечает за определение места размещения сборки (assembly).

Запрашиваемый тип, который размещается в сборке (например, класс ArrayList или другой тип), определяется в двоичном файле ( *.dll или *.exe ) с помощью считывания метаданных этого файла.

После этого CLR размещает в памяти считанный из сборки тип.

Затем CLR превращает CIL-код в соответствующие инструкции, которые подстраиваются под конкретную платформу (в зависимости от ПК, операционной системы и т.п.). Кроме того, на этом этапе происходят необходимые проверки на предмет безопасности.

Последним происходит выполнение запрашиваемого программного кода.

4. Что такое промежуточный язык MSIL ( Microsoft Intermediate Language ) или CIL ( Common Intermediate Language )?

MSIL есть псевдокодом. MSIL определяет набор инструкций, которые:

Фактически, MSIL – это язык переносного ассемблера

Сборка предназначена для сохранения пространств имен ( namespaces ). Пространства имен содержат типы. Типами могут быть классы, делегаты, интерфейсы, перечисления, структуры.

Сборка может содержать любое количество пространств имен. Любое пространство имен может содержать любое количество типов (классов, интерфейсов, структур, перечислений, делегатов).

6. Что размещается в сборках?

7. Что такое манифест ( manifest )?

Манифест – это описание самой сборки с помощью метаданных.

В манифесте размещается информация:

Если в исходном коде используются библиотеки базовых классов (например из сборки mscorlib.dll ), то они загружаются с помощью загрузчика классов.

После этого приложение выполняется.

9. Какие существуют виды сборок?

Существует два вида сборок:

В многофайловой сборке один из модулей есть главным ( primary ).

10. В каком файле размещается главная сборка библиотеки MS Visual Studio?

Главная сборка размещается в файле “ mscorlib.dll ”.

Типами могут быть классы, интерфейсы, структуры, перечисления, делегаты.

12. Какое назначение общеязыковой спецификации CLS?

14. Что такое пространство имен ( namespace )?

Пространство имен предназначено для объединения группы типов, которые связаны между собою с семантической точки зрения. Типы размещаются в сборках ( assembly ). Под типами понимаются классы, делегаты, интерфейсы, структуры, перечисления.

Примеры названий пространств имен:

Например, в пространстве имен System.Data размещаются основные типы для работы с базами данных, в пространстве имен System.Collections размещаются основные типы для работы с коллекциями.

Рис. 3. Вызов утилиты Object Browser

Рис. 4. Окно Object Browser с выделенной сборкой mscorlib.dll

Рис. 5. Сборка mscorlib и список пространств имен, которые входят в нее

Аналогично раскрывается любое из пространств имен. В пространствах имен описываются типы. В типах описываются методы, свойства, константы и т.п.

Рис. 6. Содержимое класса BinaryReader

Примеры подключения пространств имен:

После подключения пространства имен можно обращаться к типам, которые в них реализованы.

Программирование: теория и практика

Рубрики

Свежие записи

При использовании материалов сайта, ссылка на сайт обязательна.

Источник