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Existem vários termos que sempre ouço/leio quando vejo falarem sobre a execução de aplicações .NET, tais como MSIL, CIL, IL, JIT, JITer, Roslyn, CLR, entre outros que eu devo ter esquecido.

Eu gostaria de uma breve explicação de como funciona a execução de uma aplicação .NET, junto com uma pequena explicação sobre esses nomes que citei.

Se fizer diferença, tenho preferência por exemplos em C# e, se for possível, que os exemplos se baseiem nesse código (isso para manter um padrão entre as respostas).

using System;
public static void Main(string[] args)
{
     string nome = "Joaquim da Silva";
     Console.WriteLine(nome);
}  
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2 Respostas 2

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O .NET Compiler Platform (anteriormente chamado de Roslyn) é usado como base do compilador de códigos de C# ou VB.NET. Isto pode ser entendido na pergunta O que é linguagem de programação, IDE e compilador?.

Depois de compilado, a linguagem em si não tem mais importância. Tudo vira um "código de máquina".

Após o processo de compilação do código fonte, é gerado um executável (no fundo um container, não é um executável comum como os gerados nativamente por compilador como do C++, por exemplo) com o código IL (Intermediate Language) que é um código binário que poderíamos chamar de código de máquina da plataforma CLR (Commom Language Runtime) e com metadados.

O CIL é o nome "oficial" deste código intermediário (Common Intermediate Language). MSIL é como alguns chamam isso. O MS obviamente é de Microsoft, já que inicialmente a expectativa era que isto seria uma tecnologia proprietária desta empresa.

Um dos componentes do CLR é o JITter. Poderíamos chamá-lo de JIT Compiler (embora o "er" possa ser explicado pela gramática inglesa indicando que aquilo é um agente executor de alguma ação). JIT significa Just-In-Time, ou "na hora que precisa". Isto significa que ele será invocado quando o código for executado. O papel dele é transformar esse código de máquina interno desta plataforma (o .NET, o Mono, etc.) para o código de máquina da plataforma física onde o software compilado está executando.

Após esse processo o código, grosso modo, roda como se fosse nativo desde o princípio. O JITter traz a vantagem de sempre poder otimizar a execução a cada execução, mas demora mais para inicializar o software e exige um ambiente mais completo e pesado para acompanhar a execução.

Este ambiente é implementado pelo VES (Virtual Environment System).

Tudo isto está definido pelo padrão da CLI (Common Language Infraestructure).

Essa resposta pode ajudar um pouco.

Os nomes e versões, o que é o que, são um pouco confusos.

O .NET 5 mudou um pouco a relação entre essas coisas todas.

Obviamente muitas dúvidas ainda podem persistir e sugiro novas perguntas mais específicas em cada ponto que mereça algo dedicado.

O código acima é compilado para o código CIL (mostrado de forma para um humano visualizar e não para o computador):

// Metadata version: v4.0.30319
.assembly extern mscorlib
{
  .publickeytoken = (B7 7A 5C 56 19 34 E0 89 )                         // .z\V.4..
  .ver 4:0:0:0
}
.assembly '41188d85-05c0-4a3b-bbaf-cfc8464a6216'
{
  .hash algorithm 0x00008004
  .ver 0:0:0:0
}
.module '41188d85-05c0-4a3b-bbaf-cfc8464a6216.dll'
// MVID: {A36CB87C-35BA-4424-83CC-9E8C29792DDE}
.imagebase 0x10000000
.file alignment 0x00000200
.stackreserve 0x00100000
.subsystem 0x0003       // WINDOWS_CUI
.corflags 0x00000001    //  ILONLY
// Image base: 0x00BD0000


// =============== CLASS MEMBERS DECLARATION ===================

.class public auto ansi beforefieldinit Exemplo
       extends [mscorlib]System.Object
{
  .method public hidebysig static void  Main() cil managed
  {
    // 
    .maxstack  1
    .locals init (string V_0)
    IL_0000:  nop
    IL_0001:  ldstr      "Joaquim da Silva"
    IL_0006:  stloc.0
    IL_0007:  ldloc.0
    IL_0008:  call       void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)
    IL_000d:  nop
    IL_000e:  ret
  } // end of method Exemplo::Main

  .method public hidebysig specialname rtspecialname 
          instance void  .ctor() cil managed
  {
    // 
    .maxstack  8
    IL_0000:  ldarg.0
    IL_0001:  call       instance void [mscorlib]System.Object::.ctor()
    IL_0006:  nop
    IL_0007:  ret
  } // end of method Exemplo::.ctor

} // end of class Exemplo

Esta é uma forma de visualizar humanamente o código, no executável só tem uns bytes que não fazem sentido pra gente, não tem essa organização e comentários assim.

Coloquei no GitHub para referência futura.

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  • Qual ferramenta você usou para gerar este CIL? Eu estou usando o LINQPad, mas pelo jeito ele só gera o outro tipo.
    – Jéf Bueno
    Commented 17/03/2016 às 20:24
  • O IL Disassembler que vem junto com o .Net.
    – Maniero
    Commented 17/03/2016 às 20:36
  • Não esquecer da não menos importante C++/CLI, que tem forte influência no desenvolvimento de interfaces entre códigos, como por exemplo Java executando chamadas em módulos escritos em CSharp.
    – lsalamon
    Commented 15/08/2016 às 12:35
  • ótima explicação! Commented 15/08/2022 às 21:39
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O processo de execução gerenciada inclui as seguintes etapas, que são discutidas em detalhes mais adiante neste tópico:

Escolhendo um compilador.

Para obter as vantagens fornecidas pelo common language runtime, você deve usar um ou mais compiladores de linguagem que visa o runtime.

Compilar seu código para MSIL.

Compilação converte seu código fonte em Microsoft intermediate language (MSIL) e gera os metadados necessários.

Compilação MSIL para código nativo.

No momento da execução, um just-in-time (JIT) traduz o MSIL em código nativo. Durante esta compilação, o código deve passar um processo de verificação que examina o MSIL e metadados para descobrir se o código pode ser determinado para ser fortemente tipado.

Executando código.

O common language runtime fornece a infra-estrutura que permite a execução ocorra e serviços que podem ser usados durante a execução.

https://msdn.microsoft.com/pt-br/library/k5532s8a%28v=vs.110%29.aspx

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