[C#] 공통 언어 런타임과 공통 중간 언어 (CLR & CIL)

CLR과 CIL에 대하여

exe 파일 구조 및 실행 순서

우리가 exe파일 혹은 dll파일을 생성을 하는 과정은 크게는 다음과 같은 구조로 이루어져 있다.

exe/dll 생성 과정

 

그리고 exe파일을 실행하면 다음과 같은 순서로 프로그램이 실행된다.

1. 컴파일러가 CLR 로더를 실행한다.
2. CLR 로더가 IL 코드를 실행한다.

 

정리하자면, exe/dll 파일 내부에는 CLR이라는 것이 있어서 실행되면 이것들이 IL 코드란 것을 실행해 주는 것이다.

그렇다면 CLR과 IL이 뭐길래 프로그램을 실행시켜 주는 것일까.

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CLR (공통 언어 런타임)

쉽게 말하면 윈도우 운영체제에서 프로그램을 실행시켜 주는 핵심 요소이다. 이게 있어야 exe와 dll뿐만 아니라 윈도우에 돌아가는 프로그램을 실행시킬 수 있다.

 

정확하게는 윈도우 프로그램을 실행시켜 주는 가상환경(VM) 중 하나이다.

 

CLR(Common Language Runtime)은 아주 중요한 역할 몇 가지를 수행한다.

1. 메모리 관리 : GC(garbage collector)를 제공하며 동적 메모리 할당과 회수를 지원한다. GC는 자동으로 메모리를 관리해 주어 메모리 누수를 방지하고 안정성을 제공하며 개발자들에게 편의를 제공한다. 이는 C#과 같은 닷넷 프레임워크 언어들이 높은 생산성을 가지는 이유중 하나이다.
2. JIT 컴파일러 : JIT(Just In Time) 컴파일을 사용하여 .Net 애플리케이션을 실행한다. JIT 컴파일은 실행 시점에 필요한 코드 블록을 기계어로 변환하여 실행하게 해 준다. 실행 시점에 동적으로 실행하므로 성능이 최적화되며 효율적으로 관리될 수 있다.
3. 안정성 향상 : 코드 검사와 예외 처리를 지원한다. 스택 오버 플로우, 배열 인덱스 초과, 널 참조 에러 등 자주 발생하는 오류는 CLR이 찾아 예외 처리를 해준다.

그래서 어떤 프로그램을 실행하기 위해서는 CLR이 있어야하며, CLR이 있다면 닷넷 환경에서 동작할 수 있는 것이다.

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CIL (공통 중간 언어)

CIL은 Common Intermeiate Language의 약자이다. 이름에서 알 수 있듯 공통으로 사용하는 언어라는 뜻인데, 닷넷에서 개발되는 언어들이 공통으로 사용하는 언어라고 생각하면 된다.

 

CLR이 윈도우 프로그램을 로드시켜 주는 가상환경이라면, CIL(줄여서 IL로 부른다)은 이 CLR에 탑재되는 데이터의 실체인 셈이다.

그런데 우리가 exe파일을 C#으로도 만들 수 있고 F#이나 Visual Basic으로도 만들 수 있지 않은가?

그렇다면 CLR은 각 언어마다 로드하는 별개의 로직을 갖고 있어야 하는가?

 

그렇지 않다. C#, F# 등의 닷넷 호환 언어들은 CIL이라는 중간 언어를 생성한다. 그리고 이 언어가 CLR에 탑재되는 것이다.

 

따라서 IL코드로 변환만 된다면 모두 CLR에 올릴 수 있고 윈도우에서 실행할 수 있게 된다.