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.NET框架简介

.NET 框架是由微软开发的软件开发平台,其最主要的两个组成部分是公共语言运行时 (CLR) 和框架类库 (FCL),基础类库 (BCL)是框架类库的一个子集。

.NET 框架简介

下图展示了 .NET 框架的主要结构。

.NET 框架的主要结构

其中,最下层的无疑就是操作系统了。

在 .NET 框架中,运行于底层的是公共语言运行时 (CLR),它是公共语言基础设施 (CLI) 的一个实现。

在 CLR 之上,.NET 框架提供了全面、丰富的框架类库 (FCL),这些类库通过 CLR 调用操作系统的 API 实现各种功能。

框架类库致力于让开发者通过 .NET 平台编写各种各样的应用程序,并调用微软的其他产品。

这些类库中,一些基础的类组成基础类库(BCL)。

在类库之上,.NET 框架的各种语言共同实现了公共语言规范(CLS)。

甲骨文公司的 Java EE 是 .NET 平台的竞争对手之一。.NET 框架的最新版本是 4.7.1 (截至2017年底)。

.NET 框架发展史

截至现在年,C# 和 .NET 平台已经分别有了 18 和 16 年的历史。

我们简单回顾一下 .NET 平台的发展历史,它对于我们更好地了解 .NET 平台有着重要的意义。

2002 年:.NET 1.0

在 .NET 出现之前,编写 Windows 上可以运行的程序就要直接和 COM(微软的一套软件的接口标准)打交道。

.NET 框架试图通过 CLR 代替 COM,并提供更多功能,令用户可以更轻松的使用 Windows 的资源进行软件开发。

2002 年微软推出了 .NET Framework 1.0,相应地 Visual Studio 也升级到 7,称为 Visual Studio 2002(上一个版本叫做 Visual Studio 6)。

该框架包括 C# 和 VB.NET( Visual Basic 的继任者)。

同时,第一个版本的 ASP.NET 也在 .NET Framework 1.0 亮相,它作为网站的解决方案,一直是 .NET 框架最重要的产品线之一。

2005 年:.NET 2.0

2005 年 11 月,.NET Framework 2.0 发布。

该框架包括 C# 2,相比第一代添加了新的语法特性,其中最重要的就是泛型。

与此同时,CLR 的版本也相应更新为 2.0,Visual Studio 也升级到 Visual Studio 2005。

.NET Framework 2.0 中,Web 应用解决方案仍然是 ASP.NET WebForm,Windows Form 则作为 Windows下的应用解决方案。

数据库连接为 ADO.NET(支持 SQL Server 和 Oracle), Web Service 则多种多样,包括 .NET Remoting(TCP/HTTP/Pipeline communication)以及基础的 Winsock 等。

2007 年:.NET 3.0,WCF+WPF+WF

.NET 3.0 是 .NET 框架最重大的一个更新,包括三大产品线:
.NET 3.0 标志着 Windows 平台开始全面转向 .NET 时代(以后所有版本的 Windows 都预装 .NET)。

而在这之前,只有服务器版本的 Windows 会预装 .NET。

当时的 .NET 只能在 Windows 上运行,通过 CLR 调用 Windows 的 API,从而控制电脑硬件。.NET 3.0 的 CLR 和 .NET 2.0 相同。

2008 年:.NET 3.5,C# 3(LINQ)与 Entity Framework

.NET 3.5 集成了 C# 3,包括 C# 3 最重要的一个功能,即 LINQ。

相应地,为了支持 LINQ,此版本也加入了扩展方法、Lambda 表达式等新功能。

从 C# 3开始,C# 不再是 Java 的一个跟班小弟,某种意义上实现了对 Java 的超越(Java 直到 2014 年才在 Java 8 加入了 Lambda 表达式)。

另外,.NET 3.5 SP1 新增了 ADO.NET Entity Framework 取代 ADO.NET,作为 ORM 的解决方案。

在 ADO.NET Entity Framework 发表之前,NHibemate 是在 .NET Framework 上经常使用的 ORM 实现,顾名思义,它是 Hibernate 在 .NET Framework 上的实现。

相应地, Visual Studio 也升级到了 Visual Studio 2008。

2010 年:.NET 4.0 和 C# 4

.NET 4.0 集成了 C#4,主要增加了动态语言运行时(DLR)和任务并行库(TPL),它包括 PLINQ、任务等,优化了多线程的编程方式。

CLR 由 2 直接升级到4。相应地,Visual Studio 也升级到了 Visual Studio 2010。

2012 年:.NET 4.5 和 C# 5

.NET 4.5 和 C#5 —起发布,.NET 4.5 框架的生态系统如下图所示。

.NET 4.5框架的生态系统

C# 5 基本上全部都是围绕 async/await 关键字的。

相应地,Visual Studio 也升级到了 Visual Studio 2012。

在这之后,.NET 还有更高的版本 4.6 和 4.7,对应 Visual Studio 2015 和 Visual Studio 2017。

当然与此同时,各个 .NET 主要产品线也没有闲着,例如 ASP.NET MVC 作为 ASP.NET 的一组类库,于 2009 年初次发布,最新的版本是 ASP.NET MVC 5.2。

Web Service 也在不断进化,从基于 XML 的 WCF 发展到 RESTful 的 WebAPI。

从图中可以看到,最上面的应用层,ASP.NET 茁壮成长,继续和 PHP/JSP 等技术分庭抗礼,用户有 WebForm 和 MVC 可供选择。

在 JS 方面,选择了 jQuery 作为官方 JS。值得注意的是,MVC 中的 M 由 ADO.NET Entity Framework 负责。

Windows 下的解决方案仍然是WPF。中间的服务和数据层中,Web 服务拥抱 RESTful,数据库方面也是由 ADO.NET Entity Framework 唱主角。

最下面当然就是基础类库(BCL)。在 C# 5 中,增加了对异步编程的简化。

2016 年:.NET Core 的问世

.NET Core 是 .NET Framework 的新一代版本,也是另外一种实现方式,是微软开发的第一个跨平台的(Windows、Mac OSX、Linux)、开源的、模块化的应用程序开发框架。

.NET Core 并不算是 .NET Framework 的继任者,而更像是它的兄弟,所以,现在它们两个各有自己的版本编号。

未来 .NET Framework 和 .NET Core 也将会是各自发展,但它们也会同时使用彼此的功能。

.NET Core 和 .NET Framework 共用一部分底层功能(例如一些 BCL),参见下图。

.NET Core 和 .NET Framework之间的关系

与 .NET Framework 不同的是 ,.NET Core 采用组件化的管理方式,应用程序只需要通过 nuget 获取需要的组件即可,与 .NET Framework 一上来就全部安装的做法不同。

.NET Core 的应用层包括 UWP,用于开发 Windows 商店应用(部署到任何支持 Win10 的设备上,例如 XBox,智能手机甚至眼镜),和 ASP.NET Core,用于开发网站应用(通常展现为微服务的形式)。

中间则是 CoreFX,它是 .NET Core 的基础类库,础类库 BCL。

底层则实现两种运行时,Core RT 和 Core CLR。 Core RT 将 C# 或 VB.NET 代码直接转换为机器码运行在宿主机器上,在不同的平台上,会使用不同的技术(Windows 上使用的是 .NET Native,Mac OS 与 Linux 上使用的是LLILC)。

而 Core CLR 就是 .NET Framework CLR 的移植,它包括一个全新的 JIT 编译器——RyuJIT,依据微软的测试报告,该 JIT 的性能比旧版本提升了约25%。

由于 .NET Core 更佳的跨平台表现,越来越多的网络应用使用 ASP.NET Core 来编写。

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