什么是CTS、CLS和CLR

2018-06-23 22:21:44来源：未知阅读 ()

CTS、CLS和CLR是.NET框架的基本概念，但往往成为程序员们忽视的部分。清楚理解三者的概念，有助于.NET程序员编写高效安全的.NET程序。
所涉及到的知识点
•   .NET的基本概念
•   CLS、CTS和常用语言的关系
分析问题
   CLR的全称是公共语言运行库（Common Language Runtime），读者可以把CLR理解为一个包含运行.NET程序的引擎和一堆符合公共语言基础结构的类库的集合。CLR是一个规范的实现，我们开发的几乎所有的.NET程序都基于CLR的类库来实现，并且运行在CLR提供的运行引擎之上。所谓.NET框架，指的就是公共语言运行库。
公共语言基础（CLI）是微软公司向ECMA提交的一份语言和数据格式规范，CLR是目前为止唯一一个公共语言基础的实现版本。
CTS 的全称是通用类型系统（Common Type System）。前文已经介绍了公共语言基础（CLI）的概念，微软公司提交的CLI规范，包括了公共类型系统（CTS）、公共中间语言（CIL）、底部文件格式以及元数据格式等。公共类型系统定义了一个能够在CLR上运行的语言规范。尽管有很多语言本身不符合CTS规范，但是通过加强编译器，改变语言附加规范等手段，使得许多语言能够编写出能在CLR上运行的程序。
一种语言编写的程序编译能够在CLR上运行，并不代表这种语言本身完全符合CTS的规范。例如C++语言，仍然保持了其不符合CTS规范的部分，并且在编译时把这部分不符合CTS的代码编译成原始代码而非中间代码。
最后来看一下CLS的概念。公共语言规范（CLS）是CTS的一个子集，它定义了希望编写在.NET平台上运行的程序的语言所需符合的最小规范。正因为.NET允许由不同语言编写的程序一起执行，所以才制定出CLS规范，用以避免不同语言特性产生的错误。
为了更直观地理解CLS，来看这段C#代码：
代码2-1 CLS规范：CLS.cs
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
//申明C符合CLS规范
[assembly: CLSCompliantAttribute(true)]
namespace NET.MST.Second
{
    public class CLS
    {
        private uint i; //这是一个私有成员，所以不违反CLS规范
        public CLS()
        {
            i=0;
        }
        static void Main(string[] args)
        {
        }
        //这里不符合CLS规范，uint在CLS中没有定义
        public uint GetI()
        {
            return i;
        }
    }
}
在代码2-1中，程序通过CLSCompliantAttribute特性来申明CLS类型需要符合CLS规范。C#中的uint类型在CLS中没有对应的类型，所以uint是不符合CLS的语言部分。在CLS类的一开始，程序定义了一个uint类型的私有成员变量i，这里并没有造成CLS类不符合CLS规范，因为私有变量只对类内部可见。而之后程序定义了一个返回uint类型的公共方法，这里造成了整个CLS类型不符合CLS规范。编译这段代码，会得到以下警告：
C:\David\NET MST\第章\CLS.cs(23,21): warning CS3002: Return type of 'NET.MST.Second.CLS.GetI()' is not CLS-compliant
现在，读者已经理解了CLS和CTS的关系
答案
公共语言运行库（CLR）是一个CLI的实现，包含了.NET运行引擎和符合CLI的类库。
通用类型系统（CTS）包含在微软公司提交的CLI规范中，定义了一个可以在CLR上运行的类型规范。
公共语言规范是CTS的一个子集，定义了所有面向.NET的程序需要符合的最小规范集。