寫了那么多C#代碼，大家有沒有想過自己寫的代碼編譯后的可執行文件內部是什么樣子，是怎樣在系統上運行的？
編譯成exe，然后雙擊exe文件運行，這中間到底發生了些什么呢，這篇先來剖析下exe內部的樣子：
我們知道C#代碼編譯后的結果是IL(Intermediate Language)，那生成的exe文件里面都是IL嗎，當然不會。
C#生成的exe既然是window下可執行文件，那也就是標准的PE文件，和普通win32的exe文件格式一樣。我們來看下exe文件的格式：
dll文件本質上和exe一樣，只是少了入口函數。
MS-DOC MZ Header和MS-DOS Stub是為了兼容DOS系統存在的，目的是使這個exe在DOS下執行時彈出一個提示"This program cannot be run in DOS mode"。
PE Header包含了這個文件的一些信息，如：文件創建日期，文件類型，Section的數量，Optional Header的大小等等。詳細可以參考Winnt.h里的結構_IMAGE_FILE_HEADER。
PE Optional Header則包含了文件的版本號以及重要的基地址和AddressOfEntryPoint（RVA-Relative Virtual Address)，這是程序執行的入口地址，雙擊exe后就從這里開始執行。對C#程序來說，這里指向的是.net的核心庫MsCorEE.dll的_CorExeMain()函數。當然這是針對XP系統的，XP以后的系統，OS Loader已經可以判斷出這個PE是否包含CLR頭來決定是否運行MsCorEE.dll的_CorExeMain()函數。
Section有很多，包括代碼節，數據節等，C#程序會把CLR頭，元數據，IL放在這里面。
CLR是什么呢，全稱Common Language Runtime，公共語言運行時，CLR主要是管理程序集，托管堆內存，異常處理和線程同步等等。
CLR頭具體可以參考CorHdr.h中的IMAGE_COR20_HEADER結構，如下：
1 typedef struct IMAGE_COR20_HEADER 2 { 3 // CLR版本信息 4 ULONG cb; 5 USHORT MajorRuntimeVersion; 6 USHORT MinorRuntimeVersion; 7 8 IMAGE_DATA_DIRECTORY MetaData; //元數據 9 ULONG Flags; 10 ULONG EntryPointToken; //入口函數Main的標識 11 12 13 IMAGE_DATA_DIRECTORY Resources; //資源 14 IMAGE_DATA_DIRECTORY StrongNameSignature; //強名稱標識 15 16 17 // Regular fixup and binding information 18 IMAGE_DATA_DIRECTORY CodeManagerTable; 19 IMAGE_DATA_DIRECTORY VTableFixups; 20 IMAGE_DATA_DIRECTORY ExportAddressTableJumps; 21 22 // Precompiled image info (internal use only - set to zero) 23 IMAGE_DATA_DIRECTORY ManagedNativeHeader; 24 25 } 26 IMAGE_COR20_HEADER;
元數據很重要，驗證代碼類型安全，GC的對象引用跟蹤還有我們常用的反射都需要用到元數據。
元數據主要由定義表，引用表，清單表組成。
定義表包括應用所有的類型，方法，字段，屬性，參數，事件的定義,代碼里任何的定義項都可以在這個表里找到，反射就是靠這個表只要一個名字就能得到屬性或函數。運行時的類型安全檢查也離不開它。
引用表包括程序集，類型和成員的引用，我們知道GC在回收內存時先默認認為所有對象都是垃圾，然后通過線程棧上的根（cpu寄存器，局部變量，參數，靜態變量）找引用的對象，能找到的說明還在使用就去掉垃圾標記，這個表可以讓GC在回收內存時方便從根找到所有引用。
清單表主要是程序集，文件，資源的定義。
IL就不多說了，不了解的朋友可以參考小弟的另一篇文章：30分鍾？不需要，輕松讀懂IL
元數據和IL都可以通過工具ildasm.exe來查看。
以上就是C#生成的exe文件的主要結構，下篇再講exe文件的運行過程，謝謝。