.NET Core之为什么能跨平台？

.NET Framework的几个层次结构

.NET Framework基本上可以分为两大层次：

1. 提供运行环境的CLR（Common Language Runtime）公共语言运行时。
2. 为开发人员提供给的API FCL（Framework Class Library）框架类库。

如下图所示：

一、CLR公共语言运行时

CLR的作用是为程序的执行提供了一个托管的执行环境，他是.NET Framework的执行引擎，为托管程序的执行提供了内存分配、垃圾回收、安全控制、异常处理和多线程管理方面的服务。
CLR是.NET Framework的一个子集，但是两者缺对立了不同的版本。微软截至目前发布了4个版本的CLR：1.0、1.1、2.0、4.0；.NET Framework的1.0和1.1采用的是CLR的1.0和1.1，.NET Framework的2.0和3.x使用的CLR 2.0，.NET Framework 4.x均使用的CLR 4.0。

二、FCL框架类库

FCL是一个为开发人员提供API的类库，它提供的API类库可以分为两个层次：

1. 面向具体应用类型的API，主要有以下三种类型应用：
   ① 面向应用（比如ASP.NET、WPF和Windows Forms等）
   ② 面向服务（比如WCF、WF和Data Services等）
   ③ 面向数据（比如ADO.NET、Entity Framework和LinQ to SQL等）
2. 处于最底层的BCL（Basic Class Library）基础类型类库。
   BCL主要用于描述了一些基本的数据类型和数据结构（比如字符串、数字、日期/时间和集合等等）、提供些基础的操作（比如IO、诊断、反射、文本编辑、安全控制、多线程管理等等）。

三、另一种方式

我们可以将FCL的面向应用或者服务类型（比如Windows Forms、WPF、ASP.NET和WCF等）的部分分成AppModel，那么.NET Framework的整体架构可以如下图所示：

非Windows下的.NET

.NET是通过Mono和Xamarin将其伸展到其他的平台（Linux、Mac、Andriod等）

什么是CLI？

.NET 跨平台其实建立在一个开放的标准或者规范当中，而这个规范就叫做CLI（Common Language Infrastucture）。CLI其实解决的就是：由不同的编程语言开发的.NET应用能够无需任何更改就能运行在不同的系统环境之中。解决这个问题就涉及到了【编程语言的差异】和【运行时环境差异】，编程语言能够相互兼容，运行时环境能够得到统一，跨平台就能得到实现。

CLI（Common Language Infrastucture）分为【Common Language】和 【Infrastucture】
Common Language其实是一种通用语言，为的就是解决编程语言的兼容性问题。
Infrastucture其实是动态执行应用的引擎。
所以CLI就为可执行代码和引擎提供了一个标准。

编程语言有解释型和编译型之分。编译型则需要编译器生成可执行代码，Common Language其实是编译型语言。想要真正实现跨平台，最终目的就是解决可执行代码在不同平台的兼容性与可移植性，但是应用的兼容性和可移植性是编译后结果决定的。如果能将不同的编程语言通过编译器编译成符合标准代码，那么就能解决编程语言之间的差异。

按照CLI标准的规定，可执行代码称为CIL（Common Intermediate Language）的语言，是一种介于编程语言和机器语言之间的中间语言，也是一门OOP语言。

不同编程语言可以通过编译器得到统一，而运行环境则可以通过虚拟机技术解决。虚拟机是CIL的运行容器，它能够在CIL执行的时候动态的将他翻译成与当前环境完全匹配的机器指令。而CIL就是一种虚拟机语言。

CLI总结

由此可见 .NET建立在CLI这一标准之上，所以天生就具备了“跨平台”的基因。

.NET Core 跨平台

要真正实现.NET 的跨平台，主要需要解决两个问题：

• 一是针对不同的平台设计相应的CLR运行时为中间语言CIL提供一个一致性的执行环境
• 二是提供统一的BCL以彻底解决代码复用的难题

对于真正跨平台的.NET Core来说，微软不仅为它设计了针对不同平台被成为CoreCLR的运行时，同时还重新设计了一套被称为CoreFX的BCL

NET Core目前支持的AppModel支持有两种，一是.NET Core用于开发服务器Web应用和服务；二是UWP（Universal Windows Platform）用于开发能够在各种客户端设备上自适应的Windows 10应用。

全新的CLR之CoreCLR

这些模块对应这一个单一的程序集，并最终由对应的NuGet包来分发。至于底层的虚拟机，微软则为主流的操作系统和处理架构设计了针对性的运行时就是 CoreCLR

全新的CLR之CoreFX

CoreFX是经过完全重写的BCL，除了自身就具有跨平台执行的能力之外，其提供的API也不再是统一定义在少数几个单一的程序集中，而是经过有效分组之后被定义在各自独立的模块中

总结

作为运行时的CoreCLR和提供BCL的CoreFX是.NET Core两根重要的基石。.NET 能够成长为跨平台的.NET Core 他们是主力军，CoreCLR运行时为.NET Core应用提供了不同平台不同的执行环境；CoreFX为.NET Core提供了彻底解决代码复用的难题。