C#基础02-Net框架

零、文章目录

C#基础02-Net框架

1、版本说明

（1）起源与诞生

• 前身COOL项目
  • 1998年微软启动COOL（C-like Object Oriented Language）项目，由Delphi之父Anders Hejlsberg主导设计，目标是为.NET平台打造纯面向对象语言 。
  • 2000年2月因商标问题更名为C#（名称灵感源于音乐符号升C大调）。
• 正式发布（2002）
  • C# 1.0随 .NET Framework 1.0发布，定位为Java的替代方案，核心特性包括：
    • 基础面向对象（类、继承、接口）
    • 自动内存管理（GC垃圾回收）
    • 跨语言互操作性（通过CLR）

（2）版本历史

.NET / .NET Framework 版本	发布年份	C# 版本	Visual Studio 版本	.NET 主要新功能	C# 主要新功能
.NET Framework 1.0	2002	C# 1.0	VS 2002	- 首个版本，引入了CLR - 支持Windows应用程序开发	- 基础语言特性 - 类和对象 - 异常处理 - 委托和事件
.NET Framework 1.1	2003	C# 1.2	VS 2003	- 改进了ASP.NET性能 - 增强了Web服务的支持	- 泛型预览 - 改进的属性支持
.NET Framework 2.0	2005	C# 2.0	VS 2005	- 引入了泛型 - 改进了安全性模型	- 泛型 - 匿名方法 - 迭代器 - 部分类 - 可空类型
.NET Framework 3.0	2006	C# 2.0	VS 2005	- 添加了WPF, WCF, WF, CardSpace	- (无新功能)
.NET Framework 3.5	2007	C# 3.0	VS 2008	- 引入了LINQ - ADO.NET Entity Framework	- LINQ - Lambda 表达式 - 扩展方法 - 对象和集合初始化器 - 匿名类型 - 查询表达式
.NET Framework 4.0	2010	C# 4.0	VS 2010	- 并行计算库 (PLINQ) - 动态语言运行时 (DLR) - Code Contracts	- 动态绑定 (dynamic) - 命名参数和可选参数 - 协变和逆变 - Task 并发模型
.NET Framework 4.5	2012	C# 5.0	VS 2012	- 异步编程模型 (async/await) - Windows Store 应用程序支持	- 异步编程 (async/await) - Caller Info 属性 - using 静态类
.NET Framework 4.6	2015	C# 6.0	VS 2015	- 性能改进 - 安全性增强 - Roslyn编译器平台	- 空条件运算符 (?.) - 字符串插值 - 自动实现的只读属性 - 异常过滤器 - nameof 表达式 - using 静态类
.NET Core 1.0	2016	C# 6.0	VS 2015 / VS 2017	- 跨平台支持 - 开源 - 快速部署 - 云优化	- (基于C# 6.0)
.NET Core 2.0	2017	C# 7.0	VS 2017	- .NET Standard 2.0 - 支持WinForms/WPF预览 - Docker容器支持	- 局部函数 - 更好的模式匹配 - 异步返回类型 (Task, ValueTask) - 元组解构
.NET Core 2.1	2018	C# 7.1	VS 2017	- 长期支持版本 (LTS) - 改进gRPC支持 - 改进的Docker支持	- 异步主方法 (async Main) - 默认表达式 - 推断元组元素名称 - 通用异步返回类型
.NET Core 2.2	2018	C# 7.2	VS 2017	- 改进gRPC支持 - 改进的Azure Functions支持	- 私有保护 - 仅初始化器 - ref struct - in参数 - readonly struct
.NET Core 3.0	2019	C# 8.0	VS 2019	- 支持WinForms/WPF - Blazor - 改进的性能 - 单文件发布	- 可空引用类型 - 异步流 (IAsyncEnumerable) - 模式匹配增强 - 记录（预览） - 静态匿名函数
.NET 5	2020	C# 9.0	VS 2019	- 统一 .NET Core 和 .NET Framework - 改进性能 - 改进的云原生支持	- 记录（正式支持） - 初始化器中设置只读属性 - 顶级语句 - 模式匹配增强 - 协变和逆变接口
.NET 6	2021	C# 10.0	VS 2022	- 长期支持版本 (LTS) - 改进性能 - WebAssembly支持 - 改进的容器化支持	- 文件范围的命名空间 - 记录结构 - 带有参数的记录 - 改进的 lambda 表达式 - global using 指令
.NET 7	2022	C# 11.0	VS 2022	- 改进多线程 - 改进的AI/ML支持 - 改进的云原生支持 - 改进的性能	- 原始字符串字面量 - 静态抽象成员 - required 成员 - using 声明改进 - nameof 表达式增强
.NET 8	2023	C# 12.0	VS 2022	- 改进的性能 - 改进的云原生支持 - 改进的AI/ML支持 - 改进的WebAssembly支持	- with 表达式 - switch 表达式增强 - default 参数值 - ref struct 改进 - record 和 struct 的 with 语法
.NET 9	2024	C# 13.0	VS 2022 (17.9+)	- 进一步的性能提升 - 更好的云原生支持 - 改进的开发者体验 - 改进的机器学习集成	-记录结构 -增强的模式匹配 -改进的错误处理 -更简洁的语法 -对函数式编程更好的支持

（3）主要阶段划分

• .NET Framework 1.0 - 4.6
  • C# 1.0 - 6.0：这些版本奠定了 C# 作为现代面向对象编程语言的基础，引入了许多重要的特性，如泛型、LINQ、异步编程等。
  • Visual Studio 2002 - 2015：随着 C# 和 .NET Framework 的发展，Visual Studio 也不断更新，提供了更好的开发工具和调试支持。

• .NET Core 1.0 - 3.0
  • C# 6.0 - 8.0：.NET Core 的推出标志着微软向跨平台开发的重大转变，C# 也在这段时间内引入了许多现代化的功能，如模式匹配、异步流和记录。
  • Visual Studio 2015 - 2019：Visual Studio 逐步增加了对 .NET Core 的支持，提供了更好的跨平台开发体验。
• .NET 5+
  • C# 9.0 - 12.0：.NET 5 是微软统一 .NET Core 和 .NET Framework 的里程碑，C# 在这之后继续快速发展，引入了许多创新的功能，如顶级语句、with 表达式和静态抽象成员。
  • Visual Studio 2019 - 2022：Visual Studio 2019 和 2022 提供了强大的工具链，支持 .NET 5+ 的所有新特性，并优化了开发效率。

（4）版本对比

组件	.NET Framework（旧版）	.NET 5+（现代跨平台）
运行时	Windows专属CLR	跨平台CoreCLR/CoreRT
部署模式	需系统级安装	支持独立发布
云原生支持	较弱	容器优化、微服务集成

2、框架核心组成

（1）核心运行时与类型系统

• 公共语言运行时（CLR）
  • 功能：作为执行引擎，提供内存管理（GC垃圾回收）、线程调度、安全验证、异常处理等核心服务。
  • 关键机制：
    • 即时编译（JIT）：将中间语言（IL）动态编译为本地机器码执行。
    • 通用类型系统（CTS）：统一不同语言（如C#、VB.NET）的数据类型定义，确保跨语言互操作。
    • 公共语言规范（CLS）：定义语言互操作的最低标准，约束各语言实现。
• 框架类库（FCL）
  • 定位：提供超过10,000个可重用类、接口和值类型，覆盖开发全场景。
  • 核心命名空间示例：

命名空间	功能描述
System	基础数据类型、数学计算、异常处理
System.IO	文件与流操作（如读写文本/二进制数据）
System.Data	数据库访问（ADO.NET）
System.Net	网络通信（HTTP、TCP/IP协议）
System.Windows.Forms	Windows桌面GUI开发
System.Web	ASP.NET Web应用开发

（2）应用模型与开发支持

• 应用程序模板
  • WinForms：构建传统Windows桌面应用程序。
  • ASP.NET：开发Web窗体（Web Forms）和Web服务（Web Services）。
  • WPF（.NET 3.0+）：高级图形界面与多媒体支持。
• 通信与工作流扩展
  • WCF（Windows Communication Foundation）：分布式服务通信框架。
  • WF（Workflow Foundation）：工作流引擎支持业务流程编排。
• 语言与编译器支持
  • 支持C#、VB.NET、F#等语言，通过编译器将源代码转换为IL。

（3）部署与兼容性工具

• ClickOnce部署：实现一键安装与自动更新。
• 版本兼容机制：
  • 通过<TargetFramework>指定运行时版本（如net4.8）。
  • 支持托管与非托管代码混合运行（如COM组件互操作）。

（4）现代演进跨平台

• .NET Core继承：
  • 保留CLR与FCL核心，重构为跨平台运行时（CoreCLR）和类库（CoreFX）。
  • CoreCLR：支持Windows/Linux/macOS的JIT运行时。
  • 新增CoreRT运行时：支持AOT编译生成独立可执行文件。
• 统一标准：
  • .NET Standard Library：定义跨平台API规范，确保代码复用。
  • 不同运行时（.NET Framework/.NET Core）通过实现该标准兼容。
• 跨平台部署方案
  • 依赖框架：需目标系统安装.NET运行时
  • 独立发布：包含运行时与程序集（AOT编译生成单文件）

（5）组件关系图示