Arquitetura[.net]

Dev Arquitetura da

2011
in Plataforma
.Net Framework
Cachu
CLR, CLS, CTS, IL, J#,
Metadados, Windows, DLL,
Console, JIT , MSCorEE,
_CorExeMain, JMP, idasm,
WebService, ECMA, SSCLI,
PE, Assembly, VES, Thread,
Exeção, Gabage Collector,
SO, CPU, ilasm, csc,
module, member, public,
COM, linkeditor, AL.exe,
C#, VB,Fortran

andre.lopes@studentpartners.com.br

Arquitetura da plataforma .Net
Framework
Iniciativa .NET
2002
Serviços Web Baseados
em XML
.Net Framework

1996 1998
Internet Internet
1ª Geração 2ª Geração
IE/IIS WinDNA
1992
Cliente/Servidor
Win32


Framework
Iniciativa .NET
 Web Service
 Aplicação programável, acessada como um
componente via protocolos Web padrões
 Um consumidor do Web Service pode ser
qualquer dispositivo
 Protocolos abertos de internet

Descrição
dos
Serviços

Documento
Aplicação WSDL Web
Cliente Invoca o Serviço Service

Resposta

Framework
Iniciativa .NET
 Web Service - Benefícios
 Escolha entre fazer ou comprar

 Minimiza tempo de desenvolvimento e custo

 Permite integração entre aplicações, plataformas
e negócios


Framework
Iniciativa .NET
 .Net é um framework para desenvolvimento de aplicações
baseadas em janelas e internet
 Coleção de tecnologias (Web Pages, Web Services, WPF,
WCF, ...)

 Independente de SO (IL)

 Interação entre diferentes linguagens
 Interoperabilidade com componentes já existentes


Framework
Iniciativa .NET

ModuloA.cs ModuloB.vb

Representação Intermédia
Interoperabilidade
ModuloA.dll ModuloB.dll
entre linguagens

Windows Windows Portabilidade
XP CE


Framework
Iniciativa .NET
 Web Services XML

 Web Forms

 GUI Win32

 CUI Win32

 Serviços

 Utilitários

 Componentes Isolados


Framework
Iniciativa .NET
 NormalizaçãoPadronização

 ECMA 335 ISO/IEC 23271:2003
 SSCLI


Framework

Conceitos Importantes
 CLR
 IL
 Metadados
 PE
 Assembly


Framework
Common Language Runtime
 Gerencia o código em execução
• Gerenciamento de Threads
• Gerenciamento de Memória

 Máquina Virtual .NET (VES)

 Multi Linguagem
• O CLR não sabe em qual linguagem o código foi escrito
• IL

 Provedor de recursos
• Tratamento de Erros
• Threads
• Exceções


Framework

.Net Framework (1.0, 2.0, 3.0, 3.5, 4.0)

Classes Fundamentais

Código Nativo

Gerenciador
Compilador

de Código

Coletor de
de IL em

Lixo
Carregador de Classes


Framework

Código Gerenciado (.NET)


Solicita um recurso existente

Win 32/64 SO


Framework
Demonstração

 Classesdo .Net Framework que acessam
diretamente recursos da CLR


Framework
Intermediate Language
 Nível intermediário
• Manipula Arrays diretamente
• Manipula objetos e seus métodos
• Não existe conceito de registrador

 Independente de CPU

 Código gerenciado pelo CLR
 ilasm.exe
 ildasm.exe
 Dispõe de TODOS os recursos do CLR


Framework
 Trabalha com o conceito de pilhas
Hello.il
.assembly extern mscorlib {}
.assembly HelloWord
{
.ver 1:0:1:1
}
.module HelloWord.exe

.method static void Main() cil managed
{
.maxstack 1
.entrypoint

ldstr “Hello World”
call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)
ret
}


Framework
 Para compilar um código em IL

C:>ilasm.exe Hello.il

 Para verifica o código fonte em IL de qualquer aplicação
em .Net

C:>ildasm.exe Hello.exe /out=HelloInfo.txt

 Ambas ferramentas estão disponíveis no SDK do .Net
Framework


Framework
Metadata
 Informação sobre os tipos, vinculados a um EXE ou DLL
 Conjunto de tabelas de dados que descrevem o que está
definido no módulo, seus tipos e membros
 Conjunto de tabelas que descrevem oque esta sendo
usado pelo módulo - tipo externos, importados.
Pessoa.dll

Membro Tipo Acesso Tipo Assembly
Nome string publico string mscorlib.dll
DataNasc DateTime privado DateTime System.dll
Idade Int32 publico Int32 mscorlib.dll
... ... ... ... ...


Framework
Metadata
 Utilidades
• Eliminam a necessidade de arquivos de cabeçalho

• IntelliSense

• Código Seguro

• Serialização

• Coletor de Lixo


Framework
Metadata
 Obtendo metadados com C#

using System;
using System.Reflection;

static void Main(string[] args)
{
Assembly mscorlib = Assembly.Load(“mscorlib.dll”);
foreach(Type tipo in mscorlib.GetTypes())
{
Console.WriteLine(tipo.Name);
foreach(MemberInfo membro in tipo.GetMembers())
{
Console.WriteLine(membro.Name);
}
}
}


Framework
PE
 Portable Executable
 Formato de arquivo executável, objeto e DLL
 Desenvolvido pela Microsoft e padronizado em 1993
 Padrão do Windows
 Portável – não está vinculado a nenhum sistema
específico, embora seja somente usado no Windows

 Dividido em seções
- Código - Recursos
- Dados - Exportação
- Importação - etc


Framework
PE
 Partes de um módulo gerenciado
Parte Descrição
Cabeçalho PE Identifica se é um arquivo CUI, GUI ou DLL.
Tem também a Data/Hora de Criação

Cabeçalho CLR Contém informações (interpretadas pelo CLR e
por utilitários) que fazem dele um módulo
gerenciado
Metadados Tabelas de metadados. Tabelas de tipos
definidos e Tabelas de tipos referenciados.

Código em IL Código que o compilador produziu quando
compilou o código fonte.


Framework
Assembly
 Agrupamento lógico de um ou mais módulos gerenciados
ou arquivos de recursos

 Menor unidade de reutilização, segurança e controle de
versão

 Pode conter um ou mais arquivos (linkeditor do
assembly, AL.exe)

 Arquivo EXE ou Dll. Projeto.


Framework
Assembly
Módulo gerenciado Assembly
(IL e metadados) Ferramenta que
combina múltiplos
Módulo gerenciado módulos gerenciados
(IL e metadados) e arquivos de
recursos em um
Manifesto:
. assembly
. descreve o
. conjunto de
Compilador C#
arquivos no
(csc.exe)
assembly
Arquivos de recursos Compilado VB
(jpeg, .gif, .html, etc) (vbc.exe)

Assembly Linker
Arquivos de recursos
(al.exe)
(jpeg, .gif, .html, etc)
.
.
.

Framework

Funcionamento
 Compilação
 Carregamento
 Execução


Framework
Compilação

Arquivo de Arquivo de Arquivo de
Código Fonte C# Código Fonte VB Código Fonte J#

Compilador Compilador Compilador
C# VB J#

Metadata
IL Arquivo
PE
Recursos


Framework
Compilação
 MSCorEE.dll

 Uma referência é feita na seção .idata do arquivo para
MSCorEE.dll

 O Compilador automaticamente insere uma chamada
para função _CorExeMain, na seção .text, para o CLR ser
inicializado quando executarmos o assembly


Framework
Carregamento
 Passos, arquivo exe
1. O arquivo .exe é chamado
2. O Windows carrega o arquivo normalmente, como um
não gerenciado.
3. Ao encontrar a chamada para MSCorEE.dll, a função
_CorExeMain chama o CLR
4. Caso o CLR já esteja em execução ( alguma outra
aplicação gerenciada já está aberta ) o processo atual é
adicionado ao CLR, caso contrário o CLR é iniciado
5. O CLR toma conta do processo daqui em diante
6. O CLR localiza o ponto de entrada da aplicação – método
Main – e inicia sua execução.


Framework
Carregamento
A thread primária do
Processo é inicializada

EXE gerenciado Espaço de
Cabeçalho PE endereçamento
JMP _CorExeMain
Seção .text
EXE gerenciado
Seção .idata
DLL: MSCorLib.dll
Cabeçalho CLR Função: _CorExeMain
IL MSCorEE.dll
Metadados

1. O MSCorEE examina o cabeçalho CLR para obter o token de metadados do método
Main.
2. O MSCorEE examina os metadados de Main para obter a localização da IL dentro do
arquivo EXE.
3. O MSCorEE compila a IL de Main para código nativo de CPU.
4. O MSCorEE desvia para o código nativo de CPU de Main ( utilizando a thread principal
) – a aplicação é executada.


Framework
Carregamento
 Passos, arquivo dll
• O processo é o mesmo usado no arquivos .exe, com
algumas diferenças sutis
• _CorDllMain, ao invéz de _CorExeMain
• Inicializa a CLR
• Volta para a aplicação que referenciou a Dll (Essa
aplicação pode ser gerenciada ou não)


Framework
Execução
1. Verificação de tipo
2. Cria uma entrada (endereço fictício de memória) para
cada tipo.
3. JITCompiler pega a IL do método com base nos
metadados
4. JITCompiler compila a instrução para código nátivo de
CPU (código otimizado)
5. JITCompiler grava a instrução em um endereço de
memória


Framework
Execução
6. JITCompiler retorna o endereço para o CLR, que
substitui o endereço fictício criado no passo 2.

7. CLR manda executar o código que está na área de
memória especificada

8. CLR obtém a próxima instrução
9. CLR verifica se a instrução já foi compilada pelo JIT
9-1. Caso tenha sido, volta para 7.

9-2. Caso não tenha sido, volta para - JITCompiler.


Framework
Execução
EXE gerenciado
Console
static void Main(){
Console.WriteLine(“Olá”);
Console.WriteLine(“Tchau”); static void WriteLine(string);
}
JITCompiler

MSCorEE.dll

1. No Assembly que implementa o tipo (Console), procure nos metadados o método
(WriteLine) que está sendo chamado.
2. A partir dos metadados, obtenha o código IL para esse método
3. Aloque um bloco de memória
4. Compile a IL em instruções nativas de CPU;
5. Modifique a entrada do método na tabela, de modo que agora ele aponte para o
bloco de memória alocado em 3
6. Desvie para o código nativo contido no bloco de memória


Framework
Execução
EXE gerenciado
Console
static void Main(){
Console.WriteLine(“Olá”);
Console.WriteLine(“Tchau”); static void WriteLine(string);
}
JITCompiler

MSCorEE.dll
1. No Assembly que implementa o tipo (Console), procure nos metadados o método
(WriteLine) que está sendo chamado.
2. A partir dos metadados, obtenha o código IL para esse método
3. Aloque um bloco de memória
4. Compile a IL em instruções nativas de CPU; o código nativo é salvo no bloco
alocado em 3
5. Modifique a entrada do método na tabela, de modo que agora ele aponte para o
bloco de memória alocado em 3
6. Desvie para o código nativo contido no bloco de memória


Framework
Execução
 Perca de desempenho com o JITCompiler
 Código nativo gerado para uma arquitetura específica,
processado onde o código está sendo executado

• Se for um Pentium 4, por exemplo, o JIT vai poder usar
recursos específicos dessa arquitetura

• Otimização de código
If(numeroDeCPUs > 1)
{
…
}

• Em um computador com somente uma CPU o código acima
não séria nem compilado


Framework
Solicitações ASP.NET

Servidor
IIS


Framework
 Após a solicitação chegar no servidor IIS ela é mapeada, dependendo
do seu tipo
 aspx
 asmx
 asax
 etc

 Cada tipo de solicitação tem um DLL ISAPI apropriada

 O IIS examina a solicitação e cria um bloco de informações do tipo
EXTENSION_CONTROL_BLOCK

 O IIS chama a função HttpExtensionProc da dll ISAPI atual e passa
a estrutura mencionada acima


Framework
 A dll ISAPI compila a página solicitada e devolve o resultado para o
IIS

 Por sua vez o IIS retorna o código HTML para o browser

 Do mesmo modo que o CLR compila dll’s e exe’s a dll ISAPI faz com
as páginas aspx

 Caso a mesma página seja chamada novamente, a compilação
não acontece, no ASP clássico isso acontecia


Framework
Interoperabilidade
 Linguagens diferentes

• C# é case sensitive
• VB é case insensitive
• C# tem inteiro sem sinal
• VB não tem inteiro sem sinal
• etc

 Para linguagens diferentes poderem interoperar só
podem ser usados os recursos comuns
 CLS


Framework
Interoperabilidade

CLRCTS

C# VB

CLS

Fortran


Framework
Interoperabilidade
[assembly: CLSCompliant(true)]

public class Pessoa
{
public Pessoa() { }
public UInt32 Idade {get; set;}
public string Nome {get; set;}

private UInt64 ObtemClassificacao(){
return 1; }

public void Verifica() { }
public void verifica() { }
}


Framework
Interoperabilidade
[assembly: ComVisible(true)]

 Exporta a biblioteca em um formato COM
• VB
• MSAccess (VBA)
• Qualquer outra linguagem não gerenciada que suporte
COM

 .Net aceita qualquer Dll ou componente COM


Framework

The End


Arquitetura[.net]

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Destacado

Destacado (11)

Similar a Arquitetura[.net]

Similar a Arquitetura[.net] (20)

Arquitetura[.net]