مبانی C# (Fundamentals)

CLR (Common Language Runtime)

محیط اجرای برنامه‌های .NET است؛ مسئول اجرای کد، مدیریت حافظه، Garbage Collection و Exception Handling. زبان‌هایی مثل C# و F# روی آن اجرا می‌شوند.

CTS و CLS

CTS (Common Type System) استاندارد تعریف نوع‌ها در .NET است و باعث می‌شود زبان‌های مختلف با هم کار کنند:

int age = 25;
string name = "Ali";

CLS (Common Language Specification) مجموعه قوانین مشترک برای سازگاری زبان‌هاست؛ کتابخانه نوشته‌شده با یک زبان در زبان دیگر هم قابل استفاده می‌شود.

Managed Code در برابر Unmanaged Code

Managed Code توسط CLR مدیریت می‌شود و دارای Garbage Collection است (مثلاً یک اپلیکیشن C#). Unmanaged Code خارج از کنترل CLR اجرا می‌شود و مدیریت حافظه به عهده برنامه‌نویس است (مثلاً کد Native ++C).

Value Type و Reference Type

Value Type	Reference Type
مقدار واقعی، معمولاً در Stack (int x = 10;)	آدرس داده، معمولاً در Heap (Person p = new Person();)

Stack و Heap

Stack سریع‌تر است و برای داده‌های کوتاه‌عمر با مدیریت خودکار استفاده می‌شود. Heap برای Objectها استفاده می‌شود و توسط Garbage Collector مدیریت می‌شود.

Garbage Collection و نسل‌های GC

GC حافظه Objectهای بدون Reference را آزاد می‌کند:

var user = new User();
user = null; // بعداً GC حافظه را آزاد می‌کند

GC حافظه را به سه نسل تقسیم می‌کند تا Performance بهتر شود:

Generation	کاربرد
Gen 0	Objectهای کوتاه‌عمر
Gen 1	Objectهای متوسط
Gen 2	Objectهای بلندعمر

Assembly و Namespace

Assembly واحد اصلی Deployment در .NET است (.dll یا .exe) و شامل کد IL، Metadata و Manifest می‌شود. Namespace برای سازمان‌دهی کلاس‌ها استفاده می‌شود:

namespace MyApplication.Services
{
    class UserService { }
}

کلاس، Object، Constructor و Access Modifier

class User
{
    public string Name { get; set; }

    public User() => Console.WriteLine("Created");
}

Modifier	دسترسی
public	همه‌جا
private	فقط داخل کلاس
protected	کلاس و فرزند
internal	همان Assembly

Exception Handling

try { int x = 10 / 0; }
catch (Exception ex) { Console.WriteLine(ex.Message); }

Compilation در .NET

C# Code → Compiler → IL Code → CLR + JIT → Machine Code

کد C# ابتدا به IL تبدیل می‌شود و JIT در زمان اجرا آن را به کد ماشین تبدیل می‌کند.

نکته کلیدی: CLR اجرای برنامه را مدیریت می‌کند، CTS/CLS سازگاری بین زبان‌های .NET را تضمین می‌کنند، و GC با تقسیم حافظه به نسل‌های Gen 0/1/2 مدیریت حافظه را بهینه می‌کند.