Kako se C# kod izvršava (IL, JIT, AOT)?

Question

Accepted Answer

C# se ne kompajlira izravno u strojni kod. Kompajlira se u **IL** (Intermediate Language) — platformski neovisni bytecode — koji **CLR** izvršava koristeći **JIT** (Just-In-Time) kompilaciju za provjeru IL koda u nativni strojni kod tijekom izvršavanja. **AOT** (Ahead-Of-Time) je alternativa koja kompajlira u nativni kod tijekom vremena izgradnje.

## Izvršni protok

```text
C# source (.cs)
   │  C# compiler (roslyn)
   ▼
IL bytecode (in a .dll/.exe assembly)  ← platform-INDEPENDENT intermediate code
   │  CLR loads it; JIT compiles IL → native code AT RUNTIME (per method, as called)
   ▼
Native machine code → executes on the CPU
```

C# kompajler proizvodi **IL** (CPU-neovisni bytecode), pakiran u skup (assembly). Tijekom izvršavanja, **CLR** (Common Language Runtime) koristi **JIT kompajler** za provjeru IL metoda u nativni strojni kod kako se prvi put pozivaju — i nativni kod je keširiran za sljedeće pozive.

## Zašto IL + JIT? Prednosti

```text
✓ Platform independence — the SAME IL runs on any platform with a CLR
✓ Runtime optimization — the JIT optimizes for the ACTUAL hardware it runs on
✓ Language interoperability — C#, F#, VB all compile to IL → can interoperate
✓ The CLR provides GC, type safety, security on top
```

IL + JIT daje platformsku neovisnost (jedan skup, bilo koja platforma s runtime okruženjem) i omogućuje JIT optimizaciju za specifični hardver. (Postoji cijjena pokretanja kako se metode JIT-kompajliraju pri prvoj upotrebi.)

## AOT — Ahead-Of-Time kompilacija

```text
Native AOT (modern .NET) → compiles directly to native machine code at BUILD time.
  ✓ FASTER startup (no JIT at runtime), smaller deployment, lower memory
  ✓ Good for: serverless, CLI tools, containers (where fast startup matters)
  ✗ Trade-offs: no runtime JIT optimization, some reflection/dynamic limitations
JIT (default) → flexible, runtime-optimized, but has startup/warm-up cost.
```

**AOT** kompajlira u nativni kod tijekom vremena izgradnje — eliminirajući cijenu JIT pokretanja (brže pokretanje, manje, manja memorija), dragocjeno za serverless i CLIs, uz cijenu određene fleksibilnosti.

## Zašto je bitno

Razumijevanje kako se C# kod izvršava — protok **IL → JIT → nativni** — je dragocjeno znanje za dubinsko razumijevanje .NET platforme, objašnjavanje njezinih mogućnosti i donošenje informiranih odluka o implementaciji i izvedbi.

Ključna spoznaja je da se C# kompajlira u **IL** (platformski neovisni bytecode) umjesto u nativni kod, a **CLR** koristi **JIT kompilaciju** za provjeru u nativni kod tijekom izvršavanja — što je ono što omogućava .NET platformsku neovisnost (isti kompajlirani skup radi bilo gdje s runtime okruženjem), optimizaciju tijekom izvršavanja (JIT optimizira za stvarni hardver) i interoperabilnost jezika (C#, F#, VB se svi kompajliraju u IL).

Ovo objašnjava ponašanja poput JIT troška pokretanja/zagrijavanja (relevantno pri mjerenju ili optimizaciji pokretanja).

Razumijevanje **AOT** (Native AOT, moderna alternativa koja kompajlira u nativni kod tijekom izgradnje) postaje sve važnije za određene scenarije: pruža **brže pokretanje, manje implementacije i nižu memoriju** (dragocjeno za serverless funkcije, CLI alate i kontejnere gdje su vrijeme pokretanja i veličina važni), uz cijenu JIT optimizacije tijekom izvršavanja i određenih ograničenja refleksije/dinamike — znanje o kompromisu JIT-vs-AOT vam pomaže odabrati pravi pristup za cilj implementacije.

Docjenom ovo je konceptualnije znanje nego svakodnevno kodiranje, razumijevanje modela izvršavanja (IL/JIT/AOT) je dragocjeno za objašnjavanje kako .NET postiže platformsku neovisnost i izvedbu, za razmišljanje o izvedbi pokretanja i donošenje odluka o implementaciji (posebno rastuća relevantnost AOT za scenarije orijentirane na oblak) — čineći ga vrijednim znanjem razine starije osobe koje pokazuje dubinsko razumijevanje .NET platforme i relevantna tema za rasprave orijentirane na izvedbu i implementaciju.