写了那么多C#代码，大家有没有想过自己写的代码编译后的可执行文件内部是什么样子，是怎样在系统上运行的？
编译成exe，然后双击exe文件运行，这中间到底发生了些什么呢，这篇先来剖析下exe内部的样子：
我们知道C#代码编译后的结果是IL(Intermediate Language)，那生成的exe文件里面都是IL吗，当然不会。
C#生成的exe既然是window下可执行文件，那也就是标准的PE文件，和普通win32的exe文件格式一样。我们来看下exe文件的格式：
dll文件本质上和exe一样，只是少了入口函数。
MS-DOC MZ Header和MS-DOS Stub是为了兼容DOS系统存在的，目的是使这个exe在DOS下执行时弹出一个提示"This program cannot be run in DOS mode"。
PE Header包含了这个文件的一些信息，如：文件创建日期，文件类型，Section的数量，Optional Header的大小等等。详细可以参考Winnt.h里的结构_IMAGE_FILE_HEADER。
PE Optional Header则包含了文件的版本号以及重要的基地址和AddressOfEntryPoint（RVA-Relative Virtual Address)，这是程序执行的入口地址，双击exe后就从这里开始执行。对C#程序来说，这里指向的是.net的核心库MsCorEE.dll的_CorExeMain()函数。当然这是针对XP系统的，XP以后的系统，OS Loader已经可以判断出这个PE是否包含CLR头来决定是否运行MsCorEE.dll的_CorExeMain()函数。
Section有很多，包括代码节，数据节等，C#程序会把CLR头，元数据，IL放在这里面。
CLR是什么呢，全称Common Language Runtime，公共语言运行时，CLR主要是管理程序集，托管堆内存，异常处理和线程同步等等。
CLR头具体可以参考CorHdr.h中的IMAGE_COR20_HEADER结构，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; //元数据 9 ULONG Flags; 10 ULONG EntryPointToken; //入口函数Main的标识 11 12 13 IMAGE_DATA_DIRECTORY Resources; //资源 14 IMAGE_DATA_DIRECTORY StrongNameSignature; //强名称标识 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; |
元数据很重要，验证代码类型安全，GC的对象引用跟踪还有我们常用的反射都需要用到元数据。
元数据主要由定义表，引用表，清单表组成。
定义表包括应用所有的类型，方法，字段，属性，参数，事件的定义,代码里任何的定义项都可以在这个表里找到，反射就是靠这个表只要一个名字就能得到属性或函数。运行时的类型安全检查也离不开它。
引用表包括程序集，类型和成员的引用，我们知道GC在回收内存时先默认认为所有对象都是垃圾，然后通过线程栈上的根（cpu寄存器，局部变量，参数，静态变量）找引用的对象，能找到的说明还在使用就去掉垃圾标记，这个表可以让GC在回收内存时方便从根找到所有引用。
清单表主要是程序集，文件，资源的定义。
元数据和IL都可以通过工具ildasm.exe来查看。
以上就是C#生成的exe文件的主要结构，下篇再讲exe文件的运行过程，谢谢。
