介紹託管程序與非託管程序的區別

本文主要介紹託管程序與非託管程序的概念，以及二者之間的區別。但願對你有幫助，一塊兒來看。

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託管代碼是一microsoft的中間語言，他主要的做用是在.NET FRAMEWORK的CLR執行代碼前去編譯源代碼，也就是說託管代碼充當着翻譯的做用。下面介紹託管代碼和非託管代碼。

什麼是託管代碼？

託管代碼就是Visual Basic .NET和C#編譯器編譯出來的代碼。編譯器把代碼編譯成中間語言(IL)，而不是能直接在你的電腦上運行的機器碼。中間語言被封裝在一個叫程序集 (assembly)的文件中，程序集中包含了描述你所建立的類，方法和屬性(例如安全需求)的全部元數據。這個程序集是.NET世界中的一個一站式購物 （譯者注：就是程序集具備自描述性）部署單元。你能夠拷貝這個程序集到另外一臺服務器上部署它--一般來講，這個拷貝的動做就是部署流程中惟一的一個操做。

託管代碼在公共語言運行庫(CLR)中運行。這個運行庫給你的運行代碼提供各類各樣的服務，一般來講，他會加載和驗證程序集，以此來保證中間語言的 正確性。當某些方法被調用的時候，運行庫把具體的方法編譯成適合本地計算機運行的機械碼，而後會把編譯好的機械碼緩存起來，以備下次調用。(這就是即時編 譯)

隨着程序集的運行，運行庫會持續地提供各類服務，例如安全，內存管理，線程管理等等。這個程序被「託管」在運行庫中。

Visual Basic .NET和C#只能產生託管代碼。若是你用這類語言寫程序，那麼所產生的代碼就是託管代碼。若是你願意，Visual C++ .NET能夠生成託管代碼。當你建立一個項目的時候，選擇名字是以.Managed開頭的項目類型。例如.Managed C++ application。

什麼是非託管代碼？

非託管代碼就是在Visual Studio .NET 2002發佈以前所建立的代碼。例如Visual Basic 6, Visual C++ 6, 最糟糕的是，連那些依然殘存在你的硬盤中、擁有超過15年曆史的陳舊C編譯器所產生的代碼都是非託管代碼。託管代碼直接編譯成目標計算機的機械碼，這些代 碼只能運行在編譯出它們的計算機上，或者是其它相同處理器或者幾乎同樣處理器的計算機上。非託管代碼不能享受一些運行庫所提供的服務，例如安全和內存管理 等。若是非託管代碼須要進行內存管理等服務，就必須顯式地調用操做系統的接口，一般來講，它們會調用Windows SDK所提供的API來實現。就最近的狀況來看，非託管程序會經過COM接口來獲取操做系統服務。

跟Visual Studio平臺的其餘編程語言不同，Visual C++能夠建立非託管程序。當你建立一個項目，而且選擇名字以MFC，ATL或者Win32開頭的項目類型，那麼這個項目所產生的就是非託管程序。

這樣子會致使一些混淆：當你建立一個託管的C++程序，那麼構建出來的是一箇中間語言程序集和一個擴展名爲.exe的可執行文件。當你建立一個 MFC程序，構建出來是一個Windows原生代碼的可執行文件，這個文件的擴展名也是.exe。這兩個文件的內部結構是徹底不同的。你能夠用中間語言 反彙編器(ildasm)來查看程序集的內部以及中間語言的元數據。若是嘗試用中間語言反彙編器來查看一個非託管可執行文件，那麼改反彙編器會告訴你這個 可執行文件沒有包含一個合法的CLR頭，因此不能被反編譯。可見，這兩個文件雖然有相同的擴展名，可是它們是徹底不同的。

原生代碼又是什麼呢？

原生代碼這個短語能夠用在兩個不一樣的上下文中。不少人會把原生代碼跟非託管代碼看做是同一個意思：用較老的工具構建的代碼，故意採用Visual C++並使直接運行在計算機上，並且不運託管在運行庫中。這能夠是一個完整的程序，或者是一個COM組件，又或者是一個能夠被託管代碼利用COM Intero或者平臺調用(PInvoke)所調用的DLL文件，COM Intero或者平臺調用(PInvoke)能夠幫助你在遷移到新的技術平臺下依然能重用老代碼的兩個強大工具。

我更願意說是非託管代碼，由於這強調的是那些不能利用運行庫所提供的服務的代碼。例如在託管代碼中，代碼訪問安全服務能夠防止在另外一個服務器上裝載的代碼運行特定的操做。若是你的代碼運行的是非託管代碼，那麼你無法利用這樣的保護服務。

原生代碼的另外一個意思是描述即時編譯器的輸出，那些實際上運行在運行庫中的機械碼。這些代碼是託管代碼，可是並非中間語言，而是機械碼。因此不要簡單地假設原生就是等同於非託管。

託管代碼就意味着託管數據？

對於Visual Basic和C#來講，生活是簡單的，由於你沒有其它選擇。當你在那些語言裏面聲明一個類，那麼這個類的實例會在託管堆中被建立，垃圾收集器(GC)會幫 咱們管理這些對象的回收。可是在Visual C++中，你有另外一個選擇。即便你正建立一個託管程序，你能夠決定哪些類是託管類型，哪些類是非託管類型的。

這就是非託管類型：

class Foo
{
private:
int x;
public:
Foo(): x(0){}
Foo(int xx): x(xx) {}
};

這就是託管類型

__gc class Bar
{
private:
int x;
public:
Bar(): x(0){}
Bar(int xx): x(xx) {}
};

他們惟一的區別就是類Bar的定義中有__gc關鍵字。這個關鍵字會給代碼帶來巨大的區別。

託管類型是能夠被垃圾回收器所回收的。他們必需要用關鍵字new來建立，永遠都不會在棧中出現。因此下面這行代碼是合法的：

Foo f;

可是這一行代碼就是非法的：

Bar b;

若是我在堆中建立一個Foo對象，那麼我必需要負責清理這個對象：

Foo* pf = new Foo(2);
// . . .
delete pf;

C++編譯器實際上會用兩個堆，一個託管堆和一個非託管堆，而後經過對new操做符的重載來實現對建立不一樣類型類的實例，分配不一樣的內存。

若是我在堆裏面建立一個Bar實例，那麼我能夠忽略它。當沒有其餘代碼在使用它的時候，垃圾回收器會自動清理這個類，釋放其佔用的資源。

對於託管類型會有一些約束：它們不能實現多重繼承，或者繼承與非託管類型；它們不能用friend關鍵字來實現私有訪問，它們不能實現拷貝構造函 數。因此，你有可能不想把你的類聲明爲託管類型。可是這並不意味着你不想讓你的代碼成爲託管代碼。在Visual C++中，你能夠選擇。

託管和非託管資源，是C#中的事，就不在這討論了。

託管代碼與非託管代碼的性能比較 

基本上每一個人都知道的是，全部.Net語言都將被編譯成爲一個叫作IL彙編的中間語言。可是計算機是如何執行這個中間代碼的，倒是不少人不知道，甚至理解錯誤了的。

JIT是.NET程序運行的重要部件之一，全稱是即時編譯器。我剛纔說的誤解，就是不少人（絕對不是少數，問了不少c++程序員，10個有9個這種 想法）都覺得JIT其實就是跟Java VM差很少的東西，是一個Interpreter，在運行時讀取IL彙編代碼，而後模擬成x86代碼（也就是俗稱的虛擬機）。可是事實上，.NET使用的 是更爲高級的技術。 .Net程序被加載入內存之後，當某段IL代碼被第一次運行的時候，JIT編譯器就會將這段IL代碼，所有編譯成本地代碼，而後再執行。這也就是爲什 麼.NET程序第一次運行都啓動很慢的緣由！

隨.NET庫，微軟還附帶了一個工具，能夠事先將.NET程序全部的IL代碼都編譯成本地代碼並保存在緩存區中，這樣一來，這個程序就跟c++編譯 的如出一轍了，沒有任何區別，運行時也能夠脫離JIT了（這裏不要混淆了，這裏不是說能夠脫離.NET庫，而是說不須要在進行即時編譯這個過程了）。所 以，請不要將.NET和Java混爲一談，兩個的運行效率根本不是一個等級的！

JIT的優化指的是能夠針對本地CPU，在編譯時進行優化。傳統程序在編譯時，爲了保證兼容性，一般使用最通用的指令集（好比古老的386指令集）來編譯。而JIT知道CPU的具體類型，能夠充分利用這些附加指令集進行編譯，這樣的性能提高是很可觀的。