Xamarin 是一套基于C#語言的跨平臺移動應用開發工具，今年2月份微軟宣布收購Xamarin，而后在4月份進行的Build大會上微軟宣布將會在各個版本的Visual Studio中免費提供Xamarin，并且宣布Xamarin SDK開源。
本文主要闡述Xamarin是什么，它能做什么以及它是如何跨平臺的。
1. 什么是Xamarin
Xamarin 是一個跨平臺的移動開發工具，由 Mono 發展而來。開發人員可以使用 C# 為iOS，Android， Mac以及Windows Phone開發原生應用。
Xamarin 的跨平臺開發思路是：使用 C# 來完成所有平臺共用的，和平臺無關的 app 邏輯部分；由于各個平臺的 UI 和交互不同，再使用由 Xamarin 封裝好的 C# API 來訪問和操控 native 的控件，分別進行不同平臺的 UI 開發。
如下圖：
另外Xamarin還提供了Xamarin.Forms UI工具包，Xamarin.Forms可以幫助開發人員快速的構建跨平臺的UI，通過一次編碼，生成多個平臺的原生UI界面，稍后本文會講述Xamarin.Forms的使用方法以及實現原理。
2. Xamarin能做什么
Xamarin主要由Xamarin.iOS，Xamarin.Android以及Xamarin.Forms組成，主要功能也有著三部分組成：
2.1 使用Xamarin.iOS來構建iOS原生應用
下面會使用Mac OS X上的Xamarin Studio來演示如何構建iOS應用：
- 打開Xamarin Studio
- 新建一個項目，選擇iOS - App - Single View App
- 點擊下一步，輸入App 名稱， 例如：FirstXamariniOS，一路點擊下一步，工程創建完成。
下面是生成的iOS工程結構截圖：
如果有Xcode使用經驗的話會發現，這個Xamarin iOS工程的項目結構與Xcode的結構很類似，都包含了AppDelegate類，默認的ViewController以及Main StoryBoard文件，基本的類名稱都是一致的。
打開Main.storyboard 文件，可以從Toolbox上拖拽一些原生控件到View Controller上，與Xcode中使用方式一致，但是有一些功能沒有Xcode 強大，比如設置View的Auto layout等等，如下圖：
運行上面的工程，就可以在模擬器中查看效果了。
從上面來看來說使用Xamarin進行iOS編程需要有一定的iOS App開發知識，需要熟悉iOS UI框架（Cocoa Touch）等等，即便使用Xamarin開發應用，也繞不過原生底層的這些東西。
2.2 使用Xamarin.Android來構建Android原生應用
下面會使用Mac OS X上的Xamarin Studio來演示如何構建iOS應用：
- 打開Xamarin Studio
- 新建一個項目，選擇Android - App - Android App
- 點擊下一步，輸入App 名稱， 例如：FirstXamarinAndroid，一路點擊下一步，工程創建完成。
下面是生成的Android工程結構截圖：
如果有Eclipse進行Android編程經驗的話會發現，這個Xamarin Android工程的項目結構與Eclipse的結構很類似，都包含了默認的MainActivity以及布局文件，基本的類名稱都是一致的。
打開Main.axml文件，可以從Toolbox上拖拽一些原生控件到View Controller上，與Eclipse的體驗類似，也可以通過編輯XML的方式更改界面。
同樣從上面來看來說使用Xamarin進行Android編程需要有一定的Android App開發知識，需要熟悉Android UI框架等等，原生底層的東西還是需要熟悉的。
2.3 使用Xamarin.Forms來構建跨平臺的應用
Xamarin.Forms 是一個創建跨平臺用戶界面的庫，通過Xamarin.Forms 可以一次編碼生成基于各個移動平臺（iOS, Android, Windows Phone）的應用界面。
Xamarin.Forms提供了更高層次的一層UI組件抽象，這些組件在進行最終呈現的時候，會以原生控件的方式表現出來，也就是說每一個Xmarin.Forms的控件最終會有多個平臺的原生呈現邏輯，如下圖中，Xamarin.Forms的Entry控件，對應的原生呈現為：
使用Xamarin.Forms構建跨平臺應用的一個缺陷就是只能使用Xamarin.Forms包中的控件，會有一些限制。
如果先了解更多關于如何使用Xamarin.Forms構建跨平臺應用，請參見文章：Xamarin.Forms入門-使用 Xamarin.Forms 來創建跨平臺的用戶界面。
3. Xamarin實現原理
3.1 Xamarin.Android 實現原理
在講述Xamarin.Android架構之前，需要先了解一些Android應用程序的背景知識：
- Android應用程序試運行在Dalvik虛擬機中的，每一個應用程序對應一個單獨的虛擬機實例，其代碼在虛擬機的解釋下得以執行。
- Dalvik主要是完成對象生命周期管理，堆棧管理，線程管理，安全和異常管理，以及垃圾回收等等重要功能。
- 不同于Java虛擬機運行java字節碼，Dalvik虛擬機運行的是其專有的文件格式
Xamarin.Android架構圖（ART 是Android 虛擬機Dalvik）：
Android Callable Wrappers（ACW）
使用C#開發的Android應用程序在運行的時候，C#代碼是在Mono虛擬機中執行的，而Mono虛擬機是寄宿在Dalvik虛擬機中運行的，所有的C#代碼都通過ACW的方式被調用。
由于需要打包Mono環境，使用C#開發的Android應用的APK文件會比原生開發的大，執行效率也會差一些。
Managed Callable Wrapper（MCW）
如果需要在C#中調用一些系統的功能或者Java實現的類庫，該如何調用那？ 答案就是MCW，MCW就是一個JNI橋梁，可以使用托管代碼調用Android的代碼。MCW將整個Android.* 以及相關的命名空間通過 jar綁定的方式暴露出來，是的C#可以調用。
3.2 Xamarin.iOS 實現原理
對于開發者來說，Xamarin.IOS相對于Xamarin.Android就要簡單很多了，我們用C#開發的iOS應用程序在被編譯成IL代碼之后，然后轉交給Apple complier直接編譯成iOS的本地機器碼，也就是說C#寫的iOS應用程序和Objective-C 寫的是一樣的。
透過 Ahead-of-Time (AOT) 編譯程序，直接將Xamarin.iOS程序編譯為ARM的執行檔。編譯封裝完成的應用程序被直接編譯為原生的二進制執行文件。
3.3 Xamarin.Forms實現原理
在Xamarin Studio中構建Xamarin.Forms跨平臺的應用的時候，會生成Android以及iOS單獨的項目工程，兩者共享業務邏輯以及一些UI界面，在打包生成App的時候，是分開進行的，兩者互不影響。每個平臺的實現原理與上面講的是一樣的。
3.4 支持Xamarin的工具
在微軟收購 Xamarin 之后，全球最大的控件公司葡萄城馬上做出反應，在知名的 ComponentOne Studio 產品中加入了 Xamarin 平臺。
Xamarin 平臺為 Visual Studio 提供靈活的原生移動開發 ，給原生移動應用提供出色的圖表、儀表盤和表格控件。
ComponentOne Studio Enterprise 是一款專注于企業應用的.NET全功能控件套包，支持 WinForms、WPF、UWP、Xamarin、ASP.NET MVC 等多個平臺，幫助您在縮減成本的同時，提前交付豐富的桌面、Web和移動企業應用。控件支持的范圍廣泛，包含了表格和數據管理、圖表和數據可視化、流行的UI界面等，為您的企業應用開發提供高性能的控件工具。
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