.NET程序执行原理
.NET程序执行原理
C#源码被编译成程序集，程序集内主要是由一些元数据表和IL代码构成，我们双击执行该exe，Windows加载器将该exe(PE格式文件)给映射到虚拟内存中，程序集的相关信息都会被加载至内存中，并查看PE文件的入口点(EntryPoint)并跳转至指定的mscoree.dll中的_CorExeMain函数，该函数会执行一系列相关dll来构造CLR环境，当CLR预热后调用该程序集的入口方法Main()，接下来由CLR来执行托管代码(IL代码)。
JIT编译
计算机最终只识别二进制的机器码，在CLR下有一个用来将IL代码转换成机器码的引擎，称为Just In Time Compiler，简称JIT，CLR总是先将IL代码按需通过该引擎编译成机器指令再让CPU执行，在这期间CLR会验证代码和元数据是否类型安全(在对象上只调用正确定义的操作、标识与声称的要求一致、对类型的引用严格符合所引用的类型)，被编译过的代码无需JIT再次编译，而被编译好的机器指令是被存在内存当中，当程序关闭后再打开仍要重新JIT编译。
AOT编译
CLR的内嵌编译器是即时性的，这样的一个很明显的好处就是可以根据当时本机情况生成更有利于本机的优化代码，但同样的，每次在对代码编译时都需要一个预热的操作，它需要一个运行时环境来支持，这之间还是有消耗的。
而与即时编译所对应的，就是提前编译了，英文为Ahead of Time Compilation，简称AOT，也称之为静态编译。
在.NET中，使用Ngen.exe或者开源的.NET Native可以提前将代码编译成本机指令。
Ngen是将IL代码提前给全部编译成本机代码并安装在本机的本机映像缓存中，故而可以减少程序因JIT预热的时间，但同样的也会有很多注意事项，比如因JIT的丧失而带来的一些特性就没有了，如类型验证。Ngen仅是尽可能代码提前编译，程序的运行仍需要完整的CLR来支持。
.NET Native在将IL转换为本机代码的时候，会尝试消除所有元数据将依靠反射和元数据的代码替换为静态本机代码，并且将完整的CLR替换为主要包含垃圾回收器的重构运行时mrt100_app.dll。
.NET Native: https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/framework/net-native/
Ngen.exe：https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/framework/tools/ngen-exe-native-image-generator
Ngen与.NET Native比较：https://www.zhihu.com/question/27997478/answer/38978762
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现在，我们可以通过ILDASM工具(一款查看程序集IL代码的软件，在Microsoft SDKs目录中的子目录中)来查看该程序集的元数据表和Main方法中间码。
c#源码第一行代码：string rootDirectory = Environment.CurrentDirectory;被翻译成IL代码： call string [mscorlib/*23000001*/]System.Environment/*01000004*/::get_CurrentDirectory() /* 0A000003 */
这句话意思是调用 System.Environment类的get_CurrentDirectory()方法(属性会被编译为一个私有字段+对应get/set方法)。
点击视图=>元信息=>显示，即可查看该程序集的元数据。
我们可以看到System.Environment标记值为01000004，在TypeRef类型引用表中找到该项:
注意图，TypeRefName下面有该类型中被引用的成员，其标记值为0A000003，也就是get_CurrentDirectory了。
而从其ResolutionScope指向位于0x23000001而得之，该类型存在于mscorlib程序集。
于是我们打开mscorlib.dll的元数据清单，可以在类型定义表(TypeDef)找到System.Environment,可以从元数据得知该类型的一些标志(Flags,常见的public、sealed、class、abstract)，也得知继承(Extends)于System.Object。在该类型定义下还有类型的相关信息，我们可以在其中找到get_CurrentDirectory方法。 我们可以得到该方法的相关信息，这其中表明了该方法位于0x0002b784这个相对虚地址(RVA)，接着JIT在新地址处理CIL，周而复始。
