Общие сведения о платформе .NET
Платформа .NET Framework — это технология, которая поддерживает создание и выполнение веб-служб и приложений Windows. При разработке платформы .NET Framework учитывались следующие цели.
- 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;
Платформа .NET Framework изменяется ежемесячно с устранением ошибок, связанных с безопасностью и надежностью. Платформа .NET Framework будет по-прежнему включена в состав Windows. Исключать ее не планируется. Вам не нужно переносить приложения платформа .NET Framework, но для новой разработки используйте .NET 6 или более поздней версии.
Платформа .NET Framework состоит из общеязыковой среды выполнения (среды CLR) и библиотеки классов .NET Framework. Основой платформы .NET Framework является среда CLR. Среду выполнения можно считать агентом, который управляет кодом во время выполнения и предоставляет основные службы, такие как управление памятью, управление потоками и удаленное взаимодействие. При этом средой накладываются условия строгой типизации и другие виды проверки точности кода, обеспечивающие безопасность и надежность. Фактически основной задачей среды выполнения является управление кодом. Код, который обращается к среде выполнения, называют управляемым кодом, а код, который не обращается к среде выполнения, называют неуправляемым кодом. Библиотека классов является комплексной объектно-ориентированной коллекцией повторно используемых типов, которые применяются для разработки приложений — начиная с обычных приложений, запускаемых из командной строки, и приложений с графическим интерфейсом (GUI) и заканчивая приложениями, использующими последние технологические возможности ASP.NET, такие как веб-формы и веб-службы XML.
Платформа .NET Framework может размещаться неуправляемыми компонентами, которые загружают среду CLR в собственные процессы и запускают выполнение управляемого кода, создавая таким образом программную среду, позволяющую использовать средства как управляемого, так и неуправляемого выполнения. Платформа .NET Framework не только предоставляет несколько базовых сред выполнения, но также поддерживает разработку базовых сред выполнения независимыми производителями.
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.
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.
В следующих разделах приводится более подробное описание основных возможностей платформы .NET Framework.
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.
Среда выполнения также обеспечивает надежность кода, реализуя инфраструктуру строгой типизации и проверки кода, которую называют системой общих типов (CTS). Система общих типов обеспечивает самоописание всего управляемого кода. Различные языковые компиляторы корпорации Microsoft и независимых изготовителей создают управляемый код, удовлетворяющий системе общих типов . Это означает, что управляемый код может принимать другие управляемые типы и экземпляры, при этом обеспечивая правильность типов и строгую типизацию.
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.
Среда выполнения также повышает продуктивность разработчиков. Например, программисты могут писать приложения на привычном языке разработки, при этом используя все преимущества среды выполнения, библиотеки классов и компонентов, написанных другими разработчиками на других языках. Это доступно любому производителю компиляторов, обращающихся к среде выполнения. Языковые компиляторы, предназначенные для платформы .NET Framework, делают средства .NET Framework доступными для существующего кода, написанного на соответствующих языках, существенно облегчая процесс переноса существующих приложений.
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.
Библиотека классов .NET Framework
Библиотека классов платформы .NET Framework представляет собой коллекцию типов, которые тесно интегрируются со средой CLR. Библиотека классов является объектно-ориентированной. Она предоставляет типы, от которых управляемый код пользователя может наследовать функции. Это не только упрощает работу с типами .NET Framework, но и сокращает время изучения новых средств платформы .NET Framework. Кроме того, компоненты независимых производителей можно легко объединять с классами платформы .NET Framework.
Например, в классах коллекций .NET Framework реализуется набор интерфейсов для разработки пользовательских классов коллекций. Пользовательские классы коллекций легко объединяются с классами .NET Framework.
Как и ожидается от объектно-ориентированной библиотеки классов, типы .NET Framework позволяют решать типовые задачи программирования, включая работу со строками, сбор данных, подключение к базам данных и доступ к файлам. В дополнение к этим обычным задачам библиотека классов содержит типы, поддерживающие многие специализированные сценарии разработки. Можете использовать платформу .NET Framework для разработки следующих типов приложений и служб:
- Консольные приложения. См. статью Построение консольных приложений.
- Приложения с графическим интерфейсом Windows (Windows Forms). См. статью Windows Forms.
- Приложения Windows Presentation Foundation (WPF). См. статью Windows Presentation Foundation.
- Приложения ASP.NET. См. статью Разработка веб-приложений с помощью ASP.NET.
- службы Windows; См. основные сведения о приложениях служб Windows.
- 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.
Классы Windows Forms представляют собой полный набор типов, существенно упрощающих разработку графических интерфейсов пользователя Windows. При написании приложения веб-форм ASP.NET можно использовать классы веб-форм.
См. также
- Требования к системе
- Руководство по установке
- Руководство по разработке
- Инструменты
- Примеры и руководства .NET
- Браузер API .NET
.NET для начинающих. Что такое среда .NET и как она работает?
Вопрос, освещённый в данной статье, будет полезен для понимания всей структуры программирования на .net в целом, независимо от языка. Будь то C#, Visual Basiс или J#. Статья ориентирована на начинающих программистов, только осваивающих программирование на .NET.
Что такое .NET?
.Net (читается как «дот нет») – это кросплатформенная среда выполнения приложений. Проще говоря – это то, что позволяет запускаться нашим приложениям в системе Microsoft Windows. Кросплатформенная – означает, что созданное приложение будет работать на всех процессорах и на всех операционных системах семейства Windows (за исключением самых ранних).
Более того! Те, кто уже имел дело с программированием, например, на С++, знает что под процессоры на разной платформе приходится «пересобирать» программы. Например программа, скомпилированная для x64 не будет корректно работать на x86, а программа, собранная для x86 не сможет полностью показать свой потенциал работы на x64 системе.
Тут нам на помощь приходит .Net framework.
.Net Framework – это набор уже скомпилированных библиотек, откуда берутся методы и функции для запуска и разработки приложений. В разработке, на деле, нам придётся просто вызвать уже готовую функцию для того чтобы она заработала. Большинство методов и функций, необходимых программисту, уже скомпилировано и лежит в .net framework внутри системы. И каждая библиотека с функциями лежит в двух вариантах – для x86 и для x64, так что о «пересборке» программы под разные платформы можно забыть! Созданная вами программа будет показывать свой полный потенциал на любой аппаратной («железе») и программной (операционной системе) платформе.Как это всё работает?
Вспомним, что такое процесс компиляции – это перевод вашего кода, понятного человеку, в бинарный код, понятный компьютеру.В программировании на .net компиляция и запуск приложений происходит следующим образом:
Код из любого языка преобразовывается в код, написанный на общем языке (Common intermediate language или CIL). Этот язык является языком низшего уровня, похожего по синтаксису на язык ассемблер.
После, этот код передаётся так называемой исполняющей среде (Common language runtime или CLR), которая берёт функции и методы из .net Framework
После этого конечный результат передаётся на процессор и выполняется программа.
CLR – это некая «виртуальная машина», которая собственно и управляет нашими приложениями, написанными для .net.
В ней есть такая занятная штука, как сборщик мусора (Garbage collector). Он подчищает всё ненужное, оставленное программой в оперативной памяти во время выполнения самой программы. То есть, если мы использовали, например, переменную всего один раз в программе, то после обращения к этой переменной, если она больше нигде не задействована – автоматический сборщик мусора её удаляет из оперативной памяти. Это абсолютно безопасно, а главное – это даёт огромный прирост в производительности масштабных и ресурсоёмких приложений. Это очень удобно, ведь в других языках, например в С++ чтобы достичь максимальной скорости работы приложения необходимо вручную удалять обьекты, а в этом случае нужно просчитать когда они не будут востребованы, чтобы их можно было безопасно удалить, чтобы не вызвать ошибку или крах программы.Также такая схема сборки приложений очень удобна и тем, что происходит «компиляция на лету». То есть не компилируя программу, среда разработки может указать Вам на Ваши ошибки, а это заметно ускоряет процесс разработки.
Что же выделяет .net программирование среди всех?
Первое – это конечно-же относительная лёгкость освоения и работы с языками, так как большинство .Net языков – языки высшего уровня.
Быстрота выполнения конечных исполняемых файлов.
Приложения, написанные на .net сами чистят себя в оперативной памяти, благодаря автоматическому сборщику мусора.
Приложение нужно «собрать» всего один раз, и оно будет работать на всех платформах процессоров и операционных системах семейства Windows. В это же время приложение будет показывать весь свой потенциал скорости, который возможен на определённых процессорах.При подготовке материала использовались источники:
https://learn.microsoft.com/ru-ru/dotnet/framework/get-started/overview
https://habr.com/ru/sandbox/13849/