Tại sao CIL và CLR được yêu cầu trong .NET?

Tôi thấy hình ảnh đẹp này ở đây . Tôi đã học được rằng tất cả các trình biên dịch hỗ trợ ngôn ngữ .net chuyển đổi mã nguồn thành CILđịnh dạng. Bây giờ Microsoft không bao giờ đưa vào .NETtất cả các hệ điều hành bằng cách viết CLR cho tất cả các hệ điều hành. Vậy thì tại sao phải giữ một định dạng mã trung gian như vậy và CLR để thực thi CIL đó. Đó không phải là một vấn đề đau đầu để giải quyết. Tại sao Microsoft chọn như thế này?

EDIT Kiến trúc kinda này có giá của nó. Nó sẽ làm giảm hiệu suất, phải không? Java làm điều này để duy trì sự độc lập nền tảng, vì lý do gì .NET làm điều đó? Tại sao không giữ một trình biên dịch C đơn giản như trình biên dịch. Bất kỳ cách nào cũng sẽ yêu cầu trình biên dịch chuyển đổi mã thành CIL nếu tôi cần thêm bất kỳ ngôn ngữ mới nào, sự khác biệt duy nhất mà nó sẽ tạo ra là ngôn ngữ đích. Tất cả là tất cả.

Bởi vì họ chỉ cần viết một trình biên dịch cho C # sang CIL - đây là phần khó. Tạo trình thông dịch (hoặc thường xuyên hơn, trình biên dịch Just-In-Time) cho CIL trên mỗi nền tảng là tương đối dễ dàng so với việc viết trình biên dịch từ mã thực thi C # sang (trên mỗi nền tảng).

Ngoài ra, bộ thực thi có thể xử lý mọi thứ biên dịch thành CIL. Nếu bạn muốn có một ngôn ngữ mới (như F #), bạn chỉ phải viết một trình biên dịch cho nó và bạn tự động nhận được tất cả các hỗ trợ nền tảng cho những thứ .NET hỗ trợ.

Ồ, và tôi có thể lấy một dll .NET và chạy nó trên windows hoặc trên linux thông qua Mono mà không cần biên dịch lại (giả sử tất cả các phụ thuộc của tôi đều được thỏa mãn).

Về hiệu suất, nó gây tranh cãi. Có những "trình biên dịch trước" về cơ bản lấy CIL và tạo các nhị phân riêng. Những người khác cho rằng trình biên dịch đúng lúc có thể tối ưu hóa mà trình biên dịch tĩnh đơn giản là không thể. Theo kinh nghiệm của tôi, nó phụ thuộc rất nhiều vào ứng dụng của bạn đang hoạt động và nền tảng bạn đang chạy trên nền tảng nào (chủ yếu là JITer hoạt động tốt như thế nào trên nền tảng đó). Rất hiếm khi tôi gặp phải một kịch bản mà .NET không đủ tốt .

.NET có ngôn ngữ trung gian (CIL / MSIL) và các triển khai dành riêng cho nền tảng của thời gian chạy độc lập với nền tảng (CLR) với cùng lý do Java thực hiện. Microsoft dự định C # sẽ cạnh tranh trực tiếp với Java và trên các hệ điều hành mà Microsoft nhắm đến (trên chính nó).

Những ưu điểm, mặc dù .NET chỉ được hỗ trợ trên các nền tảng Windows (hoặc các HĐH khác có .NET giống như Mono / Linux), tương tự như Java:

• Thời gian chạy bộ nhớ được quản lý - Không giống như C / C ++ không được quản lý, các nhà phát triển C # / VB.NET không phải lo lắng về việc kiểm soát chặt chẽ tuổi thọ của đối tượng. Giống như Java, CLR có trình thu gom rác tự động giải phóng các đối tượng trong vùng heap để lại phạm vi. Mặc dù điều này có vẻ nhỏ đối với ai đó đã từng sử dụng thời gian chạy không được quản lý, nhưng nó có lợi thế thứ yếu là không khuyến khích "ma thuật đen" của số học con trỏ rất phổ biến trong C / C ++.
• Độc lập nền tảng - Windows Vista và Windows 7 hoạt động khác với Windows XP. Windows 8 hoạt động vẫn khác. Các phiên bản Windows Mobile bao gồm Windows 8 Mobile hoạt động lại khác nhau. Phần cứng khác nhau, kiến ​​trúc khác nhau, khả năng khác nhau. Mặc dù môi trường đích vẫn không quan trọng đối với nhà phát triển .NET, nhưng lượng kiến ​​thức chuyên ngành giảm đi rất nhiều so với những gì phải biết để xây dựng chương trình C / C ++ tương thích cho tất cả các HĐH này. AC # dev nhận được nhiều hơn miễn phí.
• Hỗ trợ ứng dụng web - Tôi chưa thấy một ứng dụng web có mã máy chủ, đối diện với máy khách được viết từ đầu trong C ++. Máy chủ web , chắc chắn, Apache, ISS, tất cả chúng thường chạy với thời gian chạy không được quản lý vì lý do tốc độ / hiệu quả. Tuy nhiên, C ++ không phải là ngôn ngữ được sử dụng để xây dựng các ứng dụng web. C # là (như Java). Nó được thiết kế từ đầu để hỗ trợ cho mô hình ASP thế hệ tiếp theo của Microsoft. Đây là mã được thiết kế để chạy trong hộp cát; hộp cát nào (plugin ASP.NET cho ISS hoặc CLR "máy tính để bàn") tương đối không quan trọng.
• Độc lập ngôn ngữ / thời gian chạy - Trình biên dịch C ++ lấy mã nguồn C ++ và tạo mã lắp ráp cho một kiến ​​trúc bộ xử lý bằng một ngôn ngữ máy. Để hỗ trợ một kiến ​​trúc và / hoặc ngôn ngữ máy khác, một trình biên dịch hoàn toàn mới phải được viết (và một bộ thư viện thời gian chạy hoàn toàn mới phải được biên dịch). Trình biên dịch AC # lấy mã nguồn C # và tạo CIL, mà JITer dành riêng cho phần cứng chuyển thành mã máy. Cùng một JITer có thể dịch bất kỳ chương trình CIL nào, bất kể ngôn ngữ nguồn nào (và có một số; C #, VB.NET, F # và một loạt các cổng ngôn ngữ "Iron" như IronHaskell, IronRuby, IronLisp, v.v.). Trình biên dịch tương tự có thể biến một ngôn ngữ thành CIL mà bất kỳ JITer nào cũng có thể chạy, bất kể phần cứng.
• Tập trung vào mã "chính xác" - Đối với các nhà phát triển C ++, có rất nhiều cách "đúng" để làm điều gì đó, tùy thuộc vào điều quan trọng nhất; hiệu quả bộ nhớ, hiệu quả CPU, độc lập phần cứng, độc lập hệ điều hành, vv Mã có thể trông khác nhau đáng kể khi mỗi trong số này là ưu tiên. C # được thiết kế bởi một nhóm đã tập trung vào các bài học khái niệm của Fowler và các đồng nghiệp của anh ta (những người đang làm việc để cải cách thiết kế mã trong cộng đồng C ++ bằng cách dạy các nguyên tắc hướng đối tượng cho cộng đồng mà phần lớn chuyển từ C), như cũng như những bài học thực tế được học bởi các ngôn ngữ đi trước (bao gồm cả Java và sự phục tùng gần như cuồng tín của nó đối với Toàn năng, khi một con trỏ hàm kiểu C ++ cũ sẽ làm công việc sạch sẽ hơn và không phải là đối tượng ít hơn định hướng).

Vì lý do chống độc quyền, MS cẩn thận không bị "can thiệp" quá nhiều vào các nền tảng chính khác như Android, Mac OSX / iOS và Linux; tuy nhiên, thực sự có các nhóm phát triển cho cả ba nền tảng này. Có phiên bản Office dành cho OSX do MS phát triển, có rất nhiều ứng dụng bao gồm ứng dụng Office interop cho iOS và Android, Skype (hiện là sản phẩm của Microsoft) chạy trên Linux và Microsoft thậm chí còn được xem là đóng góp cho nhân Linux (chủ yếu trong một tư duy ảo hóa).

HĐH Windows có sẵn cho các loại CPU khác nhau, ngày nay chủ yếu là x64, x86, Intel, ARM.

CIL / CLR độc lập với nền tảng phần cứng đó - những khác biệt này được "trừu tượng hóa" bởi môi trường thực thi IL. Ví dụ, một tập hợp .NET được biên dịch cho "bất kỳ CPU" nào thường có thể được thực thi trên Win64 dưới dạng quy trình 64 bit và Win32 là quy trình 32 bit mà không cần cung cấp các tệp thực thi khác nhau.

Hơn nữa, CIL cho phép siêu dữ liệu được lưu trữ trong các hội đồng không dễ dàng với các DLL gốc (tất nhiên, có thể MS đã làm điều này trước đây với các thành phần COM, nhưng công nghệ đó chưa bao giờ dễ xử lý như các thành phần .NET). Điều đó làm cho việc tạo các thành phần phần mềm trở nên đơn giản hơn rất nhiều và là nền tảng của sự phản chiếu / hướng nội trong tất cả các ngôn ngữ .NET.