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什么是CTS、CLS和CLR

原创 Linux操作系统 作者:kirinri 时间:2008-12-17 15:33:33 0 删除 编辑

什么是CTS、CLS和CLR

节选自《.NET程序员面试指南》


    CTS、CLS和CLR是.NET框架的基本概念,但往往成为程序员们忽视的部分。清楚理解三者的概念,有助于.NET程序员编写高效安全的.NET程序。
  所涉及到的知识点
•    .NET的基本概念
•    CLS、CTS和常用语言的关系
  分析问题
   CLR的全称是公共语言运行库(Common Language Runtime),读者可以把CLR理解为一个包含运行.NET程序的引擎和一堆符合公共语言基础结构的类库的集合。CLR是一个规范的实现,我们开发的几乎所有的.NET程序都基于CLR的类库来实现,并且运行在CLR提供的运行引擎之上。所谓.NET框架,指的就是公共语言运行库。[个人觉得说的不妥]
   [补充>>> 这是.NET Framework的核心,是驱动关键功能的引擎。它包括数据类型的公共系统等。这些公共类型和标准接口约定使跨语言继承成为可能。除了内存的分配和管理之外,CLR还负责对象引用的跟踪,处理垃圾回收。<<<]
公共语言基础(CLI)是微软公司向ECMA提交的一份语言和数据格式规范,CLR是目前为止唯一一个公共语言基础的实现版本。
CTS的全称是通用类型系统(Common Type System)。前文已经介绍了公共语言基础(CLI)的概念,微软公司提交的CLI规范,包括了公共类型系统(CTS)、公共中间语言(CIL)、底部文件格式以及元数据格式等。公共类型系统定义了一个能够在CLR上运行的语言规范。尽管有很多语言本身不符合CTS规范,但是通过加强编译器,改变语言附加规范等手段,使得许多语言能够编写出能在CLR上运行的程序。
一种语言编写的程序编译能够在CLR上运行,并不代表这种语言本身完全符合CTS的规范。例如C++语言,仍然保持了其不符合CTS规范的部分,并且在编译时把这部分不符合CTS的代码编译成原始代码而非中间代码。
最后来看一下CLS的概念。公共语言规范(CLS)是CTS的一个子集,它定义了希望编写在.NET平台上运行的程序的语言所需符合的最小规范。正因为.NET允许由不同语言编写的程序一起执行,所以才制定出CLS规范,用以避免不同语言特性产生的错误。
为了更直观地理解CLS,来看这段C#代码:
代码2-1  CLS规范:CLS.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
//申明C符合CLS规范
[assembly: CLSCompliantAttribute(true)] 
namespace NET.MST.Second
{
    public class CLS
    {
        private uint i; //这是一个私有成员,所以不违反CLS规范
        public CLS()
        {
            i=0;
        }
        static void Main(string[] args)
        {
        }
        //这里不符合CLS规范,uint在CLS中没有定义
        public uint GetI()
        {
            return i;
        }
    }
}
在代码2-1中,程序通过CLSCompliantAttribute特性来申明CLS类型需要符合CLS规范。C#中的uint类型在CLS中没有对应的类型,所以uint是不符合CLS的语言部分。在CLS类的一开始,程序定义了一个uint类型的私有成员变量i,这里并没有造成CLS类不符合CLS规范,因为私有变量只对类内部可见。而之后程序定义了一个返回uint类型的公共方法,这里造成了整个CLS类型不符合CLS规范。编译这段代码,会得到以下警告:
C:\David\NET MST\第章\CLS.cs(23,21): warning CS3002: Return type of 'NET.MST.Second.CLS.GetI()' is not CLS-compliant
现在,读者已经理解了CLS和CTS的关系
  答案
公共语言运行库(CLR)是一个CLI的实现,包含了.NET运行引擎和符合CLI的类库。
通用类型系统(CTS)包含在微软公司提交的CLI规范中,定义了一个可以在CLR上运行的类型规范。
公共语言规范是CTS的一个子集,定义了所有面向.NET的程序需要符合的最小规范集。

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