我們將討論類型、對象、線程棧和托管堆在運行時的相互關系，假定有以下兩個類定義：
internal class Employee
{
public int GetYearsEmployed()
{
return 1;
}
public virtual string GetProgressReport()
{
return "zhengwei";
}
public static Employee Lookup(string name)
{
Employee e = new Manager();
return e;
}
}
internal sealed class Manager : Employee
{
public override string GetProgressReport()
{
return "overrid zhengwei";
}
}
Windows 進程已啟動，CLR已加載到其中，托管堆已初始化，而且已創建一個線程（連同它的1MB棧空間）。線程已執行了一些代碼，馬上就要調用M3方法。圖1展示了目前的狀態。Main方法包含的代碼演示了CLR是如何工作的。
JIT編譯器將Main的IL代碼轉換成本機的CPU指令，會注意到Main內部引用的所有類型，包括Employee，Int32,Manager以及String。 這時CLR要確認定義了這些類型的所有程序集都已加載。然后，利用程序集的元數據，CLR提取與這些類型有關的信息，
創建一些數據結構來表示類型本身。圖2展示了為Employee和Manager類型對象使用的數據結構。由於線程在調用Main前已執行了一些代碼，所以Int32和string類型對象已經創建好了，圖中沒有顯示它們。
現在我們討論一一這些類型對象，我們在堆上創建的對象都包含兩個額外的成員：類型對象指針和同步塊索引。圖2中Employee和Manager類型對象都有這兩個成員。定義類型時，可在類型內部定義靜態數據字段。為這些靜態數據字段提供支援的字節在類型對象自身中分配。每個類型對象最后都包含一個方法表。在方法表中。類型定義的每個方法都有對應的記錄項。由於Employee定義了3個方法，所以有3個記錄項。Manager類型只定義了1個方法，所以Manager的方法表只有1個記錄項。
當CLR確認方法需要的所有類型對象都已創建，Main的代碼已經編譯之后，就允許線程執行Main的本機代碼。Main代碼執行時必須在線程棧中為局部變量分配內存，如圖3 所示CLR自動將所有局部變量初始化為NULL或0，然而，如果代碼試圖訪問尚未顯式初始化的局部變量，C#會報錯。
然后，Main執行代碼構造一個Manager對象。這造成在托管堆創建Manager類型的一個實例，如圖4所示，可以看出，和所有對象一樣，Manager對象也有類型對象指針和同步塊索引。該對象還包含必要的字節來容納Manager類型定義的所有實例數據字段，以及容納由Manager的任何基類（本例就是Employee和Object）定義的所有實例字段。任何時候在堆上新建對象，CLR都自動初始化內部的“類型對象指針”成員來引用和對象對應的類型對象（本例就是Manager類型對象）。此外，在調用類型的構造器之前，CLR會先初始化同步塊索引，並將對象的所有實例字段設為null或0。new 操作符返回Manager對象的內存地址，該地址保存到變量e中（e在線程棧上）。
Main的下一行代碼調用Employee的靜態方法Lookup。調用靜態方法時，CLR會定位與定義靜態方法的類型對應的類型對象。然后，JIT編譯器在類型對象的方法表中查找與初調用方法對應的記錄項，對方法進行JIT編譯，再調用JIT編譯好的代碼。本例假定Employee的Lookup方法要查詢數據庫來查找joe，再假定數據庫指出的joe是公司的一名經理，所以在內部，Lookup方法在堆上構造一個新的Manager對象，用joe的信息初始化它，返回該對象的地址。該地址保存到局部變量e 中。這個操作的結果如圖5.
注意，e不再引用第一個Manager對象。事實上，由於沒有變量引用該對象，所以它是未來垃圾回收的主要目標。垃圾回收機制將自動回收該對象占用的內存。
Main調用Employee的非虛實例方法GetYearsEmployed。調用非虛實例方法時，JIT編譯器會找到與“發出調用的那個變量（e）的類型（Employee）”對應的類型對象（Employee類型對象）。這時變量e初定義成一個Employee。如果Employee類型沒有定義正在調用的那個方法，JIT編譯器會回溯類層次結構（一直回溯至Object），並在沿途的每個類型中查找該方法。之所以能這樣回溯，是因為每個類型對象都有一個字段引用了它的基類型，這個信息在圖中沒有顯示。
然后，JIT編譯器在類型對象的方法表中查找引用了被調用方法的記錄項，對方法進行JIT編譯，再調用JIT編譯好的代碼。本例假定Employee的GetYearsEmployed方法返回1。這個整數保存到局部變量year中。如圖6所示。
Main調用Employee的虛實例方法GetProgressReport。調用虛實例方法時，JIT編譯器要在方法中生成一些額外的代碼。方法每次調用都會執行這些代碼。這些代碼首先檢查發出調用的變量，並跟隨地址來到發出調用的對象，然后，代碼檢查對象的內部的“類型對象批針成員”，該成員指向對象的實際類型。然后代碼在類型對象的方法表中查找引用了被調用方法的記錄項，對方法進行JIT編譯，再調用JIT編譯好的代碼。由於目前e引用一個Manager對象，所以會調用Manager的GetProgressReport實現。
至此，我們已經討論了源代碼、IL和JIT編譯的代碼之間的關系。還討論了線程棧、實參、局部變量以及這些實參和變量如何引用托管堆上的對象。還知道對象含有一個指針指向對象的類型對象（類型對象中包含靜態字段和方法表）。還討論了JIT編譯器如何決定靜態方法、非虛實例方法以及實例方法的調用方式。理解這一切之后，可以深刻地認識CLR的工作方式。以后在建構、設計和實現類型、組件以及應用程序時，這些知識會帶來幫助。
下面，我們將深入控計一下CLR內部發生的事情。
注意Employee和Manager類型對象都包含“類型對象指針”成員。這是由於類型對象本質上也是對象。CLR創建類型對象時，必須初始化這些成員。初始化成什么呢？你肯定會這樣問。CLR開始在一個進程中運行時，會立即為MSCorLib.dll中定義的System.Type類型創建一個特殊的類型對象。Employee和Manager類型對象都是該類型的“實例”。因此，它們的類型對象指針成員會初始化成對System.Type類型對象的引用。如圖7所示
當然，System.Type類型對象本身也是對象，內部也有“類型對象指針”成員。這個指針指向什么？它指向本身，因為System.Type類型對象本身是一個類型對象的“實例”。現在，我們總算理解了CLR的整個類型系統及其工作方式。
順便說一句，System.Object的GetType方法返回存儲指定對象的“類型對象指針”成員中的地址。也就是說，GetType方法返回指向對象的類型對象指針。這樣就可判斷系統中任何對象的真實類型。