.NET Native y compilación

Las aplicaciones de escritorio de Windows destinadas a .NET Framework se escriben en un lenguaje de programación determinado y se compilan en lenguaje intermedio (IL). En tiempo de ejecución, un compilador Just-In-Time (JIT) es responsable de compilar el IL en código nativo para la máquina local justo antes de que se ejecute un método por primera vez. En cambio, la cadena de herramientas de .NET Native convierte código fuente en código nativo en tiempo de compilación. En este artículo se comparan .NET Native con otras tecnologías de compilación disponibles para las aplicaciones de .NET Framework y también se proporciona información general práctica sobre cómo .NET Native genera código nativo que puede ayudarle a comprender por qué las excepciones que se producen en el código compilado con .NET Native no se producen en el código compilado por JIT.

Generación de archivos binarios nativos

Una aplicación que tiene como destino .NET Framework y que no se compila mediante la cadena de herramientas .NET Native consta del ensamblado de la aplicación, que incluye lo siguiente:

• Los metadatos que describen el ensamblado, sus dependencias, los tipos que contiene y sus miembros. Los metadatos se usan para la reflexión y acceso en tiempo de ejecución y en algunos casos también por el compilador y las herramientas de compilación.

• Código de implementación Se compone de códigos de operación de lenguaje intermedio (IL). En runtime, el compilador de Just-In-Time (JIT) lo convierte en código nativo para la plataforma de destino.

Además del ensamblado de aplicación principal, una aplicación requiere que esté presente lo siguiente:

• Las bibliotecas de clases adicionales o ensamblados de terceros que requiera su aplicación. De forma similar, estos ensamblados incluyen metadatos que describen el ensamblado, sus tipos y sus miembros, así como el IL que implementa todos los miembros de tipo.

• La biblioteca de clases de .NET Framework. Se trata de una colección de ensamblados que se instala en el sistema local cuando se instala .NET Framework. Los ensamblados de la biblioteca de clases de .NET Framework incluyen un conjunto completo de metadatos y código de implementación.

• Common Language Runtime. Se trata de una colección de bibliotecas de vínculos dinámicos que realizan servicios como la carga de ensamblados, la recolección de elementos no utilizados y la administración de memoria, el control de excepciones, compilación Just-In-Time, comunicación remota e interoperabilidad. Al igual que la biblioteca de clases, el runtime se instala en el sistema local como parte de la instalación de .NET Framework.

Tenga en cuenta que, para que la aplicación se ejecute correctamente, deben estar presentes la totalidad de Common Language Runtime, los metadatos y el lenguaje intermedio de todos los tipos de ensamblados específicos de la aplicación, los ensamblados de terceros y los ensamblados del sistema.

Compilación Just-In-Time

La entrada de la cadena de herramientas de .NET Native es la aplicación para UWP compilada por el compilador de C# o Visual Basic. En otras palabras, la cadena de herramientas de .NET Native comienza la ejecución cuando el compilador del lenguaje ha terminado de compilar una aplicación para UWP.

En el proceso de convertir una aplicación de IL a código nativo, la cadena de herramientas de .NET Native realiza operaciones como la siguiente:

• En determinadas rutas de código, reemplaza el código que se basa en la reflexión y los metadatos por código nativo estático. Por ejemplo, si un tipo de valor no reemplaza el método ValueType.Equals, la prueba predeterminada de igualdad usa la reflexión para recuperar objetos FieldInfo que representan los campos del tipo de valor y, a continuación, compara los valores de campo de dos instancias. Cuando se compila en código nativo, la cadena de herramientas de .NET Native reemplaza el código de reflexión y los metadatos por una comparación estática de los valores de campo.

• Siempre que puede, intenta eliminar todos los metadatos.

• En los ensamblados de la aplicación final solo incluye el código de implementación que se invoca realmente por parte de la aplicación. Esto afecta especialmente al código de bibliotecas de terceros y a la biblioteca de clases de .NET Framework. Como resultado, una aplicación ya no depende de las bibliotecas de terceros ni de la biblioteca de clases completa de .NET Framework; en su lugar, el código de bibliotecas de clases de .NET Framework y de terceros ahora es local a la aplicación.

• Reemplaza el CLR completo con un tiempo de ejecución refactorizado contiene principalmente el recolector de elementos no utilizados. El tiempo de ejecución refactorizado se encuentra en una biblioteca denominada mrt100_app.dll que es local a la aplicación y que solo tiene unos cientos de kilobytes de tamaño. Esto es posible porque la vinculación estática elimina la necesidad de muchos de los servicios realizados por Common Language Runtime.

  Nota:

  .NET Native usa el mismo recolector de elementos no utilizados que Common Language Runtime. En el recolector de elementos no utilizados de .NET Native, la recolección en segundo plano está habilitada de forma predeterminada. Para obtener más información sobre la recolección de elementos no utilizados, vea Fundamentals of Garbage Collection (Conceptos básicos de la recolección de elementos no utilizados).

La aplicación resultante generada por la cadena de herramientas de .NET Native se escribe en un directorio denominado ilc.out en el directorio Debug o Release del directorio del proyecto. Consta de los siguientes archivos:

• <appName>.exe, un ejecutable de código auxiliar que simplemente transfiere el control a una exportación especial Main en <appName>.dll.

• <appName>.dll, una biblioteca de vínculos dinámicos de Windows que contiene todo el código de la aplicación, así como el código de la biblioteca de clases de .NET Framework y las bibliotecas de terceros en las que tenga una dependencia. También contiene el código de soporte, como el código necesario para interactuar con Windows y para serializar objetos en la aplicación.

• mrt100_app.dll, que es un runtime refactorizado que proporciona servicios de runtime como la recolección de elementos no utilizados.

Todas las dependencias se capturan el manifiesto de la aplicación APPX. Además de las aplicaciones exe, dll y mrt100_app.dll, empaquetadas directamente en el APPX, se incluyen dos archivos más:

• msvcr140_app.dll, que es la biblioteca de tiempo de ejecución de C (CRT) usada por mrt100_app.dll. Se incluye mediante una referencia de marco en el paquete.

• mrt100.dll. Esta biblioteca incluye funciones que pueden mejorar el rendimiento de mrt100_app.dll, aunque su ausencia no impide el funcionamiento de mrt100_app.dll. Si está presente, se carga desde el directorio system32 en el equipo local.

Dado que la cadena de herramientas de .NET Native vincula el código de implementación en la aplicación, pero solo cuando sabe que su aplicación es la que invoca en realidad ese código, es posible que los metadatos o el código de implementación que son necesarios en los escenarios siguientes no se incluyan con la aplicación:

• Reflexión.

• Invocación dinámica o en tiempo de ejecución.

• Serialización y deserialización.

• Interoperabilidad COM.

Si el código de implementación o los metadatos necesarios no están presentes en runtime, el runtime de .NET Native genera una excepción. Para evitar estas excepciones y asegurarse de que la cadena de herramientas de .NET Native incluye el código de implementación y los metadatos necesarios, use un archivo de directivas en tiempo de ejecución, que es un archivo XML que designa los elementos del programa cuyo código de implementación o metadatos deben estar disponibles en tiempo de ejecución y les asigna una directiva en tiempo de ejecución. A continuación se muestra el archivo de directivas en tiempo de ejecución predeterminado que se agrega a un proyecto de UWP compilado por la cadena de herramientas de .NET Native:

<Directives xmlns="http://schemas.microsoft.com/netfx/2013/01/metadata">
  <Application>
    <Assembly Name="*Application*" Dynamic="Required All" />
  </Application>
</Directives>

Esto habilita la reflexión y la invocación dinámica en todos los tipos, así como sus miembros, de todos los ensamblados del paquete de aplicación. Sin embargo, no habilita la reflexión ni la activación dinámica de tipos en ensamblados de biblioteca de clases de .NET Framework. En muchos casos, esto es suficiente.

Vea también

• Metadatos y componentes autodescriptivos
• Reflexión y .NET Native
• .NET Native solución de problemas generales