如果C#不是解释型语言，为什么还需要虚拟机（VM）？

C#是一种编译型语言，它的代码在运行之前需要先编译成中间语言（IL）代码。而虚拟机（VM）则是用来执行这些IL代码的运行环境。那么为什么C#需要一个虚拟机呢？

首先，C#是基于CLI（Common Language Infrastructure）规范的实现，而CLI规范定义了特定的类型系统、对这些类型的操作的语义、内存模型和运行时元数据。为了提供上述所有功能，必须对生成的代码进行一些仪器化操作。一个简单的例子就是确保支持大于32位的数字，并且在每种架构上浮点运算的行为都符合规范。

此外，为了确保内存分配的正确行为、元数据的正确管理、静态初始化、泛型类型实例化等，必须在执行CLR代码的过程中进行一些额外的处理。这些都由虚拟机负责，而CPU不能直接提供这些功能。

维基百科上有这样一句话：

“CLR还提供了包括内存管理、类型安全和异常处理在内的其他服务。”

因此，虚拟机在执行C#代码时起到了关键的作用，它提供了一些必要的功能和服务，以确保代码的正确执行。虽然C#不是解释型语言，但虚拟机的存在使得C#能够在不同的平台上运行，并且提供了一些额外的功能和安全措施。

问题的出现原因是C#作为一种编译型语言，为什么还需要虚拟机（VM）？

出现这个问题的原因是因为C#语言在运行时需要依赖于.NET虚拟机（也称为公共语言运行时，CLR）。虚拟机中包含了JIT编译器，它负责将C#程序中的中间语言（IL）转换为本机机器代码。此外，虚拟机还包含了.NET类库，这是C#程序所依赖的基础库。虚拟机还包含了一些与动态链接等相关的机制，这些机制建立在Windows DLL机制之上，但.NET在这方面提供了一些超出Windows自身提供的功能，这些功能是在虚拟机中实现的。

解决这个问题的方法是使用虚拟机来提供C#程序的运行环境。虚拟机通过将IL代码转换为本机机器代码，实现了C#程序的即时编译和执行。虚拟机还提供了.NET类库，这样C#程序可以使用这些类库中提供的功能。另外，虚拟机还负责处理动态链接等相关的机制，以确保C#程序的正常运行。

总之，尽管C#是一种编译型语言，但为了提供C#程序的运行环境，我们仍然需要依赖于.NET虚拟机。虚拟机通过提供JIT编译器、.NET类库和其他相关机制，实现了C#程序的编译和执行过程。

如果C#不是解释执行的，那为什么需要虚拟机？

虚拟机（VM）是微处理器的抽象。它只是一个定义，实际上并不存在。也就是说，你不能在虚拟机上运行代码；然而，你可以为其生成IL代码。优点在于，语言编译器不需要了解不同类型的真实处理器的细节。由于不同的.NET语言（如C#或VB等）都会生成IL，它们在这个层面上是兼容的。这个特性，再加上其他约定，比如一个公共类型系统，允许你在C#程序中使用从VB代码生成的DLL。

IL代码在Windows上实时编译运行.NET应用程序，并且也可以在Mono和.NET 8开始时提前编译（参见：Native AOT deployment）。在这两种情况下，都会生成针对实际处理器的本机机器码。这个完全编译的代码在真实的微处理器上执行！

另一个方面是你需要编写的编译器的数量。如果你有n种语言，并且想要在m种处理器架构上运行它们，你需要n个语言到IL编译器和m个IL到本机代码编译器。如果没有这个中间抽象层，你需要有n × m个编译器，而这个数量可能比n + m要多得多！

"这个完全编译的代码在真实的微处理器上执行"……没错，但还会执行与IL无关的额外代码，实现虚拟机的行为（对于C#来说，这是.NET公共语言运行时）。

是的，CLR管理加载、链接JIT编译、安全性方面、内存管理等等。但我更愿意将其与操作系统进行比较，而不是与虚拟机进行比较。