什么是.NET？什么是.NET Framework?本文將從上往下，循序漸進的介紹一系列相關.NET的概念，先從類型系統開始講起，我將通過跨語言操作這個例子來逐漸引入一系列.NET的相關概念，這主要包括：CLS、CTS(CLI)、FCL、Windows下CLR的相關核心組成、Windows下托管程序運行概念、什么是.NET Framework，.NET Core，.NET Standard及一些VS編譯器相關雜項和相關閱讀鏈接。完整的從上讀到下則你可以理解個大概的.NET體系。
文章是我一字一字親手碼出來的，每天下班用休息時間寫一點，持續了二十來天。且對於文章上下銜接、概念引入花了很多心思，致力讓很多概念在本文中顯得通俗。但畢竟.NET系統很龐大，本文篇幅有限，所以在部分小節中我會給出延伸閱讀的鏈接，在文章結尾我給出了一些小的建議，希望能對需要幫助的人帶來幫助，如果想與我交流可以文章留言或者加.NET技術交流群：166843154
.NET和C#是什么關系
語言，是人們進行溝通表達的主要方式。編程語言，是人與機器溝通的表達方式。不同的編程語言，其側重點不同。有的編程語言是為了科學計算而開發的，所以其語法和功能更偏向於函數式思想。有些則是為了開發應用程序而創立的，所以其語法和功能更為均衡全面。
微軟公司是全球最大的電腦軟件提供商，為了占據開發者市場，進而在2002年推出了Visual Studio(簡稱VS，是微軟提供給開發者的工具集) .NET 1.0版本的開發者平台。而為了吸引更多的開發者涌入平台，微軟還在2002年宣布推出一個特性強大並且與.NET平台無縫集成的編程語言，即C# 1.0正式版。
只要是.NET支持的編程語言，開發者就可以通過.NET平台提供的工具服務和框架支持便捷的開發應用程序。
C#就是為宣傳.NET而創立的，它直接集成於Visual Studio .NET中，VB也在.NET 1.0發布后對其進行支持， 所以這兩門語言與.NET平台耦合度很高，並且.NET上的技術大多都是以C#編程語言為示例，所以經常就.NET和C#混為一談(實質上它們是相輔相成的兩個概念)。
而作為一個開發者平台，它不僅僅是包含開發環境、技術框架、社區論壇、服務支持等，它還強調了平台的跨語言、跨平台編程的兩個特性。
跨語言和跨平台是什么
跨語言：即只要是面向.NET平台的編程語言((C#、Visual Basic、C++/CLI、Eiffel、F#、IronPython、IronRuby、PowerBuilder、Visual COBOL 以及 Windows PowerShell))，用其中一種語言編寫的類型可以無縫地用在另一種語言編寫的應用程序中的互操作性。
跨平台：一次編譯，不需要任何代碼修改，應用程序就可以運行在任意有.NET框架實現的平台上，即代碼不依賴於操作系統，也不依賴硬件環境。
什么是跨語言互操作，什么是CLS
每門語言在最初被設計時都有其在功能和語法上的定位，讓不同的人使用擅長的語言去干合適的事，這在團隊協作時尤為重要。
.NET平台上的跨語言是通過CLS這個概念來實現的，接下來我就以C#和VB來演示 什么是.NET中的跨語言互操作性。
通俗來說，雖然c#和vb是兩個不同的語言，但此處c#寫的類可以在vb中當做自家寫的類一樣正常使用。
比如我在vb中寫了一個針對String的首字母大寫的擴展方法，將其編譯后的dll引用至C#項目中。
在C#項目中，可以像自身代碼一樣正常使用來自vb這個dll的擴展方法。
現在有那么多面向對象語言，但不是所有編程語言都能這樣直接互操作使用，而.NET平台支持的C#和VB之所以能這樣無縫銜接，先讀而后知，后文將會介紹緣由。不過雖然.NET平台提供了這樣一個互操作的特性，但終究語言是不一樣的，每個語言有其特色和差異處，在相互操作的時候就會難免遇到一些例外情況。
比如我在C#中定義了一個基類，類里面包含一個公開的指針類型的成員，我想在vb中繼承這個類，並訪問這個公開的成員。
但是vb語言因為其定位不需要指針，所以並沒有C#中如int*這樣的指針類型，所以在vb中訪問一個該語言不支持的類型會報錯的，會提示：字段的類型不受支持。
再比如，C#語言中，對類名是區分大小寫的，我在C#中定義了兩個類，一個叫BaseBusiness，另一個叫baseBusiness。我在vb中去繼承這個BaseBusiness類。
如圖，在vb中訪問這個類會報錯的，報:"BaseBusiness"不明確，這是因為在vb中對類名是不區分大小寫的。在vb中，它認為它同時訪問了兩個一模一樣的類，所以按照vb的規則這是不合理的。那么為了在vb調用c#的程序集中避免這些因語言的差異性而導致的錯誤，在編寫c#代碼的時候 就應該提前知道vb中的這些規則，來應付式的開發。
但是，如果我想不僅僅局限於C#和VB，我還想我編寫的代碼在.Net平台上通用的話，那么我還必須得知道.NET平台支持的每一種語言和我編寫代碼所使用的語言的差異，從而在編寫代碼中避免這些。
這幾年編程語言層出不窮，在將來.NET可能還會支持更多的語言，如果說對一個開發者而言掌握所有語言的差異處這是不現實的，所以.NET專門為此參考每種語言並找出了語言間的共性，然后定義了一組規則，開發者都遵守這個規則來編碼，那么代碼就能被任意.NET平台支持的語言所通用。
而與其說是規則，不如說它是一組語言互操作的標准規范，它就是公共語言規范 - Common Language Specification ,簡稱CLS
CLS從類型、命名、事件、屬性、數組等方面對語言進行了共性的定義及規范。這些東西被提交給歐洲計算機制造聯合會ECMA，稱為：共同語言基礎設施。
就以類型而言，CLS定義了在C#語言中符合規范的類型和不符合的有：
當然，就編碼角度而言，我們不是必須要看那些詳略的文檔。為了方便開發者開發，.NET提供了一個特性，名叫：CLSCompliantAttribute，代碼被CLSCompliantAttribute標記后，如果你寫的代碼不符合CLS規范的話，編譯器就會給你一條警告。
值得一提的是，CLS規則只是面向那些公開可被其它程序集訪問的成員，如public、繼承的protected，對於該程序集的內部成員如Private、internal則不會執行該檢測規則。也就是說，所適應的CLS遵從性規則，僅是那些公開的成員，而非私有實現。
那么有沒有那種特殊情況，比如我通過反射技術來訪問該程序集中，當前語言並不擁有的類型時會發生什么情況呢？
答案是可以嘗試的，如用vb反射訪問c#中的char*指針類型，即使vb中沒有char*這種等價的指針類型，但mscorlib提供了針對指針類型的 Pointer 包裝類供其訪問，可以從運行時類攜帶的類型名稱看到其原本的類型名。
可以看到，該類中的元素是不符合CLS規范的。
CLS異常
提到特殊情況，還要說的一點就是異常處理。.NET框架組成中定義了異常類型系統，在編譯器角度，所有catch捕獲的異常都必須繼承自System.Exception，如果你要調用一個 由不遵循此規范的語言 拋出其它類型的異常對象(C++允許拋出任何類型的異常，如C#調用C++代碼，C++拋出一個string類型的異常)，在C#2.0之前Catch(Exception)是捕捉不了的，但之后的版本可以。
在后續版本中，微軟提供了System.Runtime.CompilerServices.RuntimeWrappedException異常類，將那些不符合CLS的包含Exception的對象封裝起來。並且可以通過RuntimeCompatibilityAttribute特性來過濾這些異常。
RuntimeWrappedException ：https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.runtime.compilerservices.runtimewrappedexception?view=netframework-4.7.2
那么，這個段落總結一下，什么是CLS呢？
在面向.NET開發中，編寫跨語言組件時所遵循的那些共性，那些規范就叫做 Common Langrage Specification簡稱 CLS，公共語言規范
官方CLS介紹：https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/standard/language-independence-and-language-independent-components
什么是CTS？
如果理解了什么是CLS的話，那么你將很輕松理解什么是CTS。
假設你已經圍繞着封裝 繼承 多態 這3個特性設計出了多款面向對象的語言，你發現大家都是面向對象，都能很好的將現實中的對象模型表達出來。除了語法和功能擅長不同，語言的定義和設計結構其實都差不多一回事。
比如，現實中你看到了一輛小汽車，這輛車里坐着兩個人，那么如何用這門語言來表達這樣的一個概念和場面？
首先要為這門語言橫向定義一個“類型”的概念。接下來在程序中就可以這樣表示：有一個汽車類型，有一個人類型，在一個汽車類型的對象內包含着兩個人類型的對象，因為要表達出這個模型，你又引入了“對象”的概念 。而現在，你又看到，汽車里面的人做出了開車的這樣一個動作，由此你又引入了“動作指令”這樣一個概念。
接着，你又恍然大悟總結出一個定理，無論是什么樣的“類型”，都只會存在這樣一個特征，即活着的 帶生命特征的(如人) 和 死的 沒有生命特征的(如汽車) 這兩者中的一個。最后，隨着思想模型的成熟，你發現，這個“類型”就相當於一個富有主體特征的一組指令的集合。
好，然后你開始照葫蘆畫瓢。你參考其它程序語言，你發現大家都是用class來表示類的含義，用struct表示結構的含義，用new來表示 新建一個對象的含義，於是，你對這部分功能的語法也使用class和new關鍵字來表示。然后你又發現，他們還用很多關鍵字來更豐富的表示這些現實模型，比如override、virtual等。於是，在不斷的思想升級和借鑒后，你對這個設計語言過程中思想的變化仔細分析，對這套語言體系給抽象歸納，最終總結出一套體系。
於是你對其它人這樣說，我總結出了一門語言很多必要的東西如兩種主要類別：值類別和引用類別，五個主要類型：類、接口、委托、結構、枚舉，我還規定了，一個類型可以包含字段、屬性、方法、事件等成員，我還指定了每種類型的可見性規則和類型成員的訪問規則，等等等等，只要按照我這個體系來設計語言，設計出來的語言它能夠擁有很多不錯的特性，比如跨語言，跨平台等，C#和VB.net之所以能夠這樣就是因為這兩門語言的設計符合我這個體系。
那么，什么是CTS呢？
當你需要設計面向.Net的語言時所需要遵循一個體系(.Net平台下的語言都支持的一個體系)這個體系就是CTS（Common Type System 公共類型系統），它包括但不限於：
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建立用於跨語言執行的框架。
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提供面向對象的模型，支持在 .NET 實現上實現各種語言。
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定義處理類型時所有語言都必須遵守的一組規則(CLS)。
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提供包含應用程序開發中使用的基本基元數據類型（如 Boolean、Byte、Char 等）的庫。
上文的CLS是CTS（Common Type System 公共類型系統）這個體系中的子集。
一個編程語言，如果它能夠支持CTS，那么我們就稱它為面向.NET平台的語言。
官方CTS介紹： https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/standard/common-type-system
微軟已經將CTS和.NET的一些其它組件，提交給ECMA以成為公開的標准，最后形成的標准稱為CLI（Common Language Infrastructure）公共語言基礎結構。
所以有的時候你見到的書籍或文章有的只提起CTS，有的只提起CLI，請不要奇怪，你可以寬泛的把他們理解成一個意思，CLI是微軟將CTS等內容提交給國際組織計算機制造聯合會ECMA的一個工業標准。
什么是類庫？
在CTS中有一條就是要求基元數據類型的類庫。我們先搞清什么是類庫？類庫就是類的邏輯集合，你開發工作中你用過或自己編寫過很多工具類，比如搞Web的經常要用到的 JsonHelper、XmlHelper、HttpHelper等等，這些類通常都會在命名為Tool、Utility等這樣的項目中。 像這些類的集合我們可以在邏輯上稱之為 "類庫"，比如這些Helper我們統稱為工具類庫。
什么是基礎類庫BCL？
當你通過VS創建一個項目后，你這個項目就已經引用好了通過.NET下的語言編寫好的一些類庫。比如控制台中你直接就可以用ConSole類來輸出信息，或者using System.IO 即可通過File類對文件進行讀取或寫入操作，這些類都是微軟幫你寫好的，不用你自己去編寫，它幫你編寫了一個面向.NET的開發語言中使用的基本的功能，這部分類，我們稱之為BCL（Base Class Library）， 基礎類庫，它們大多都包含在System命名空間下。
基礎類庫BCL包含：基本數據類型，文件操作，集合，自定義屬性，格式設置，安全屬性，I/O流，字符串操作，事件日志等的類型
什么是框架類庫FCL？
有關BCL的就不在此一一類舉。.NET之大，發展至今，由微軟幫助開發人員編寫的類庫越來越多，這讓我們開發人員開發更加容易。由微軟開發的類庫統稱為：FCL，Framework Class Library ，.NET框架類庫，我上述所表達的BCL就是FCL中的一個基礎部分，FCL中大部分類都是通過C#來編寫的。
在FCL中，除了最基礎的那部分BCL之外，還包含我們常見的 如 ： 用於網站開發技術的 ASP.NET類庫，該子類包含webform/webpage/mvc，用於桌面開發的 WPF類庫、WinForm類庫，用於通信交互的WCF、asp.net web api、Web Service類庫等等
什么是基元類型？
像上文在CTS中提到了 基本基元數據類型，大家知道，每門語言都會定義一些基礎的類型，比如C#通過 int 來定義整型，用 string 來定義 字符串 ，用 object 來定義 根類。當我們來描述這樣一個類型的對象時可以有這兩種寫法，如圖：
我們可以看到，上邊用首字母小寫的藍色體string、object能描述，用首字母大寫的淺藍色String、Object也能描述,這兩種表述方式有何不同？
要知道，在vs默認的顏色方案中，藍色體 代表關鍵字，淺藍色體 代表類型。
那么這樣也就意味着，由微軟提供的FCL類庫里面 包含了 一些用於描述數據類型的 基礎類型，無論我們使用的是什么語言，只要引用了FCL，我們都可以通過new一個類的方式來表達數據類型。
如圖：
用new來創建這些類型的對象，但這樣就太繁瑣，所以C#就用 int關鍵字來表示System.Int32，用 string關鍵字來表示 System.String等，所以我們才能這樣去寫。
像這樣被表述於編譯器直接支持的類型叫做基元類型，它被直接映射於BCL中具體的類。
下面是部分面向.NET的語言的基元類型與對應的BCL的類別圖 ：
System.Object的意義
說起類型，這里要說CTS定義的一個非常重要的規則，就是類與類之間只能單繼承，System.Object類是所有類型的根，任何類都是顯式或隱式的繼承於System.Object。
System.Object定義了類型的最基本的行為：用於實例比較的Equals系列方法、用於Hash表中Hash碼的GetHashCode、用於Clr運行時獲取的類型信息GetType、用於表示當前對象字符串的ToString、用於執行實例的淺復制MemberwiseClone、用於GC回收前操作的析構方法Finalize 這6類方法。
所以 Object不僅是C#語言的類型根、還是VB等所有面向.NET的語言的類型根，它是整個FCL的類型根。
當然，CTS定義了單繼承，很多編程語言都滿足這個規則，但也有語言是例外，如C++就不做繼承限制，可以繼承多個，C++/CLI作為C++在對.NET的CLI實現，如果在非托管編碼中多繼承那也可以，如果試圖在托管代碼中多繼承，那就會報錯。我前面已經舉過這樣特殊情況的例子，這也在另一方面反映出，各語言對CTS的支持並不是都如C#那樣全面的，我們只需明記一點：對於符合CTS的那部分自然就按照CTS定義的規則來。 任何可遵循CTS的類型規范，同時又有.NET運行時的實現的編程語言就可以成為.NET中的一員。
計算機是如何運行程序的？
接下來我要說什么是.NET的跨平台，並解釋為什么能夠跨語言。不過要想知道什么是跨平台，首先你得知道一個程序是如何在本機上運行的。
什么是CPU
CPU,全稱Central Processing Unit,叫做中央處理器,它是一塊超大規模的集成電路，是計算機組成上必不可少的組成硬件，沒了它，計算機就是個殼。
無論你編程水平怎樣，你都應該先知道，CPU是一台計算機的運算核心和控制核心，CPU從存儲器或高速緩沖存儲器中取出指令，放入指令寄存器，並對指令譯碼，執行指令。
我們運行一個程序，CPU就會不斷的讀取程序中的指令並執行，直到關閉程序。事實上，從電腦開機開始，CPU就一直在不斷的執行指令直到電腦關機。
什么是高級編程語言
在計算機角度，每一種CPU類型都有自己可以識別的一套指令集，計算機不管你這個程序是用什么語言來編寫的，其最終只認其CPU能夠識別的二進制指令集。
在早期計算機剛發展的時代，人們都是直接輸入01010101這樣的沒有語義的二進制指令來讓計算機工作的，可讀性幾乎沒有，沒人願意直接編寫那些沒有可讀性、繁瑣、費時，易出差錯的二進制01代碼，所以后來才出現了編程語言。
編程語言的誕生，使得人們編寫的代碼有了可讀性，有了語義，與直接用01相比，更有利於記憶。
而前面說了，計算機最終只識別二進制的指令，那么，我們用編程語言編寫出來的代碼就必須要轉換成供機器識別的指令。
就像這樣：
code: 1+2 function 翻譯方法(參數:code)
{
...
"1"=>"001";
"2"=>"002"; "+"=>"000";
return 能讓機器識別的二進制代碼;
}
call 翻譯方法("1+2") => "001 000 002"
所以從一門編程語言所編寫的代碼文件轉換成能讓本機識別的指令，這中間是需要一個翻譯的過程。
而我們現在計算機上是運載着操作系統的，光翻譯成機器指令也不行，還得讓代碼文件轉化成可供操作系統執行的程序才行。
那么這些步驟，就是編程語言所對應的編譯環節的工程了。這個翻譯過程是需要工具來完成，我們把它叫做 編譯器。
不同廠商的CPU有着不同的指令集，為了克服面向CPU的指令集的難讀、難編、難記和易出錯的缺點，后來就出現了面向特定CPU的特定匯編語言， 比如我打上這樣的x86匯編指令 mov ax,bx ，然后用上用機器碼做的匯編器，它將會被翻譯成 1000100111011000 這樣的二進制01格式的機器指令.
不同CPU架構上的匯編語言指令不同，而為了統一一套寫法，同時又不失匯編的表達能力，C語言就誕生了。
用C語言寫的代碼文件，會被C編譯器先轉換成對應平台的匯編指令，再轉成機器碼，最后將這些過程中產生的中間模塊鏈接成一個可以被操作系統執行的程序。
那么匯編語言和C語言比較，我們就不需要去閱讀特定CPU的匯編碼，我只需要寫通用的C源碼就可以實現程序的編寫，我們用將更偏機器實現的匯編語言稱為低級語言，與匯編相比，C語言就稱之為高級語言。
在看看我們C#，我們在編碼的時候都不需要過於偏向特定平台的實現，翻譯過程也基本遵循這個過程。它的編譯模型和C語言類似，都是屬於這種間接轉換的中間步驟，故而能夠跨平台。
所以就類似於C/C#等這樣的高級語言來說是不區分平台的，而在於其背后支持的這個 翻譯原理 是否能支持其它平台。
什么是托管代碼，托管語言，托管模塊？
作為一門年輕的語言，C#借鑒了許多語言的長處，與C比較，C#則更為高級。
往往一段簡小的C#代碼，其功能卻相當於C的一大段代碼，並且用C#語言你幾乎不需要指針的使用，這也就意味着你幾乎不需要進行人為的內存管控與安全考慮因素，也不需要多懂一些操作系統的知識，這讓編寫程序變得更加輕松和快捷。
如果說C#一段代碼可以完成其它低級語言一大段任務，那么我們可以說它特性豐富或者類庫豐富。而用C#編程不需要人為內存管控是怎么做到的呢？
.NET提供了一個垃圾回收器(GC)來完成這部分工作，當你創建類型的時候，它會自動給你分配所需要的這部分內存空間。就相當於，有一個專門的軟件或進程，它會讀取你的代碼，然后當你執行這行代碼的時候，它幫你做了內存分配工作。 這部分本該你做的工作，它幫你做了，這就是“托管”的概念。比如現實中 托管店鋪、托管教育等這樣的別人替你完成的概念。
因此，C#被稱之為托管語言。C#編寫的代碼也就稱之為托管代碼,C#生成的模塊稱之為托管模塊等。(對於托管的資源，是不需要也無法我們人工去干預的，但我們可以了解它的一些機制原理，在后文我會簡單介紹。)
只要有比較，就會產生概念。那么在C#角度，那些脫離了.NET提供的諸如垃圾回收器這樣的環境管制，就是對應的 非托管了。
非托管的異常
我們編寫的程序有的模塊是由托管代碼編寫，有的模塊則調用了非托管代碼。在.NET Framework中也有一套基於此操作系統SEH的異常機制，理想的機制設定下我們可以直接通過catch(e)或catch來捕獲指定的異常和框架設計人員允許我們捕獲的異常。
而異常類型的級別也有大有小，有小到可以直接框架本身或用代碼處理的，有大到需要操作系統的異常機制來處理。.NET會對那些能讓程序崩潰的異常類型給進行標記，對於這部分異常，在.NET Framework 4.0之前允許開發人員在代碼中自己去處理，但4.0版本之后有所變更，這些被標記的異常默認不會在托管環境中拋出(即無法catch到)，而是由操作系統的SEH機制去處理。
不過如果你仍然想在代碼中捕獲處理這樣的異常也是可以的，你可以對需要捕獲的方法上標記[System.Runtime.ExceptionServices.HandleProcessCorruptedStateExceptionsAttribute]特性，就可以在該方法內通過catch捕獲到該類型的異常。你也可以通過在配置文件中添加運行時節點來對全局進行這樣的一個配置：
HandleProcessCorruptedStateExceptions特性：https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/azure/system.runtime.exceptionservices.handleprocesscorruptedstateexceptionsattribute.aspx
SEHException類：https://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.runtime.interopservices.sehexception(v=vs.100).aspx
處理損壞狀態異常博客專欄： https://msdn.microsoft.com/zh-cn/magazine/dd419661.aspx