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1. .NET for Android 上的运行机制
Android 应用使用 Mono 运行时 或 .NET 运行时 在 Android 设备上执行。具体过程如下:
编译过程:
- C# 代码编写:开发者使用 C# 编写业务逻辑代码。
- 编译为 IL:C# 代码通过 Roslyn 编译器 转换为 中间语言(IL)。
- JIT 或 AOT 编译:
- JIT(即时编译):在 Android 上,Mono 运行时 会将 IL 编译为设备上能够执行的机器码(JIT 编译)。JIT 编译在应用运行时动态进行。
- AOT(提前编译):从 .NET 6 开始,可以使用 AOT 编译,在应用发布时就将 IL 代码提前编译为目标设备的原生机器码。
运行时环境:
- Mono Runtime(对于较旧版本)或 .NET 运行时(从 .NET 6 开始)负责加载和管理这些 IL 代码,并处理内存、垃圾回收、线程管理等任务。
访问原生 API:
- 调用原生功能:通过 Xamarin.Android 或 .NET for Android 提供的绑定,C# 代码可以调用 Android 的原生 API。例如,访问传感器、摄像头、位置等设备功能。
- 平台特定的代码:开发者可以使用 DependencyService 或 Effects 等方式,编写 Android 特有的实现代码。
UI 渲染:
- Xamarin.Forms 或 .NET MAUI 提供了跨平台 UI 构建工具,使用 渲染器(Renderer)将统一的 UI 控件渲染为 Android 原生控件(如
Button
,Label
等)。UI 渲染会与 Android 原生视图系统(如View
,Activity
)交互。
2. .NET for iOS 上的运行机制
iOS 应用通常通过 Mono 运行时 或 .NET 运行时 进行编译和执行。与 Android 不同,iOS 对动态编译有严格的限制,因此必须使用 AOT 编译。
编译过程:
- C# 代码编写:开发者使用 C# 编写应用程序的业务逻辑。
- 编译为 IL:和 Android 一样,代码首先会被编译为 中间语言(IL)。
- AOT 编译:
- 由于 iOS 不允许应用在运行时进行 JIT 编译,因此必须使用 AOT 编译(即提前编译)。这意味着所有的 C# 代码都需要在构建时被转换为 iOS 设备可以直接执行的原生机器码。
- 构建过程中,IL 会被转换成目标平台的 ARM 代码,并嵌入到最终的
.app
包中。
运行时环境:
- Mono Runtime 或 .NET Runtime:运行时负责管理内存、线程、垃圾回收等。由于 iOS 的要求,Mono 运行时需要与 iOS 的平台规范兼容,以确保应用在 iOS 上的性能和稳定性。
- 应用启动:应用启动时,iOS 会加载包含在
.app
包中的原生机器码并执行。
访问原生 API:
- 调用原生功能:C# 代码通过 Xamarin.iOS 或 .NET for iOS 提供的绑定访问 iOS 原生 API。例如,访问设备的摄像头、定位功能等。
- 平台特定代码:同样可以使用 DependencyService 来实现平台特定的功能,比如特定于 iOS 的 UI 行为。
UI 渲染:
- Xamarin.Forms 或 .NET MAUI:使用 渲染器 将跨平台的 UI 控件转换为 iOS 的原生控件。这样,开发者可以使用统一的 UI 定义来构建 Android 和 iOS 应用,但在底层会调用原生的视图和控件进行渲染。
总结:在 Android 和 iOS 上的运行机制比较
机制 | Android (通过 .NET for Android) | iOS (通过 .NET for iOS) |
---|---|---|
编译方式 | JIT 编译(Mono 运行时),也支持 AOT 编译 | AOT 编译(无法使用 JIT 编译) |
运行时 | Mono 或 .NET 运行时 | Mono 或 .NET 运行时 |
API 访问 | 调用 Android 的原生 API | 调用 iOS 的原生 API |
UI 渲染 | 渲染器将 UI 控件转换为 Android 原生控件 | 渲染器将 UI 控件转换为 iOS 原生控件 |
平台特定代码 | 通过 DependencyService 实现平台特定功能 | 通过 DependencyService 实现平台特定功能 |
应用部署 | 打包成 APK 文件,通过 Google Play 发布 | 打包成 .ipa 文件,通过 App Store 发布 |
应用如何在 Android 和 iOS 上运行的总结
- 编译为 IL:C# 代码首先编译为中间语言(IL)。
- 编译为原生代码:
- 在 Android 上,使用 JIT 编译 或 AOT 编译 将 IL 转换为原生代码。
- 在 iOS 上,必须使用 AOT 编译,将 IL 转换为原生 ARM 机器码。
- 运行时:Mono 或 .NET 运行时在设备上执行编译后的代码,管理内存和垃圾回收。
- 原生 API 访问:通过平台绑定,C# 代码可以访问 Android 或 iOS 的原生 API。
- UI 渲染:跨平台 UI 控件通过渲染器转换为目标平台的原生控件。
这种方式使得 .NET for Android/iOS 应用能够在 Android 和 iOS 上运行,并且支持对原生功能和 UI 的访问。通过这些技术,开发者可以用 C# 开发跨平台应用,同时充分利用平台特性。
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