.NET 8 原生AOT高效能Web開發：實戰與效能測試

前言

隨著 .NET 8 的釋出，微軟邁出了重要一步，為 ASP.NET Core 引入了原生的 Ahead-of-Time (AOT) 編譯。

這一進步不僅提高了應用程式的效能，還簡化了開發過程，標誌著 .NET 生態系進入了新的時代。

.NET 8 中原生AOT的出現

.NET 8 引入了原生 AOT，這對 Web 開發人員來說是一個重大改變。該技術將 .NET 程式碼直接編譯為原生程式碼，無需在執行時進行即時 (JIT) 編譯。結果如何？啟動時間更快、記憶體占用更少、以及整體改善的應用程式效能升，這對於高流量 Web API 和微服務尤其重要。

探索 ASP.NET Core Web API (Native AOT) 計畫樣版

.NET 8 引入了一個專門為原生 AOT 設計的全新計畫樣版 - "ASP.NET Core Web API (native AOT)" 計畫樣版。

此樣版的簡稱為"webapiaot"，預設啟用 AOT 釋出。它是為希望從計畫一開始就充分利用 AOT 編譯潛力的開發人員量身客製的。此更新中的兩個新功能是CreateSlimBuilder() 和CreateEmptyBuilder()方法。

CreateSlimBuilder 方法: 最佳化效能

CreateSlimBuilder 方法體現了微軟致力於高效能開發的決心。它僅初始化 WebApplicationBuilder 中執行應用程式所需的基本 ASP.NET Core 功能。這個方法不僅簡化了開發過程，而且確保應用程式保持輕量級和高效能。

CreateSlimBuilder 方法中包含的主要功能包括：

var builder = WebApplication.CreateSlimBuilder(args);
var app = builder.Build();
app.MapGet("/"， () => "Hello World!");
app.Run();


但是，CreateSlimBuilder 這個極簡方法省略了傳統的 Startup.cs 檔，需要開發人員進行顯式配置。

它還刪除了 EventLog、Debug 提供程式和 EventSource 主機 - 這些元件如果需要的話必須手動添加。

還有一個比較重要的是，它沒有開箱即用的 IIS、HTTPS、HTTP3 或完整的 Kestrel 伺服器配置支持，需要開發人員有意添加這些功能來加強通訊安全性和伺服器健壯性。

這些可以透過顯式添加到配置中來實作，例如看下面的範例如何實作這些自訂:

using Microsoft.AspNetCore.Routing.Constraints;
var builder = WebApplication.CreateSlimBuilder(args);
//http3 customization
builder.WebHost.UseQuic();
//Https customization
builder.WebHost.UseKestrelHttpsConfiguration();
//Regex customization
builder.Services.AddRouting().Configure<RouteOptions>(x =>
{
x.SetParameterPolicy<RegexInlineRouteConstraint>("Regex");
});
var app = builder.Build();
app.MapGet("/"， () => "Hello World!");
app.Run();







CreateEmptyBuilder 方法: 最純粹的客製

.NET 8 的 CreateEmptyBuilder 方法體現了客製化的極致。它為開發者提供了一張白紙，讓他們可以創造出客製化、小規模的應用程式。

這反映了簡單性和自主性的最高境界 - 只有開發者選擇的元件才會被包含其中。

var builder = WebApplication.CreateEmptyBuilder(new WebApplicationOptions
{
Args =args
});
var app = builder.Build();
app.MapGet("/"， () => "Hello World!");
app.Run();



為了確保應用程式正常執行，必須手動配置每個元件。如果在沒有配置的情況下嘗試執行上述程式碼，將發生錯誤。下面是一個正確的例子。

using Microsoft.AspNetCore.Routing.Constraints;
var builder = WebApplication.CreateEmptyBuilder(new WebApplicationOptions
{
Args = args
});
builder.WebHost.UseKestrelCore();
builder.Services.AddRoutingCore();
var app = builder.Build();
app.MapGet("/"， () => "Hello World!");
app.Run();




效能測試結果
.NET 8 中的 Builder 方法

using BenchmarkDotNet.Attributes;
using Microsoft.AspNetCore.Routing.Constraints;
using System.Collections.Generic;
namespaceNewAppTypes
{
[MemoryDiagnoser]
public classBenchMarks
{
publicstring[]? Args { get; privateset; }
[Benchmark]
publicvoidCreateBuilder()
{
var builder = WebApplication.CreateBuilder(Args);
var app = builder.Build();
builder.WebHost.UseUrls("http://*:80"， "https://*.443");

app.MapGet("/"， () => "Hello World!");
}
[Benchmark]
publicvoidCreateSlimBuilder()
{
var builder = WebApplication.CreateSlimBuilder(Args);
//http3 customization
builder.WebHost.UseQuic();
//Https customization
builder.WebHost.UseKestrelHttpsConfiguration();
//Regex customization
builder.Services.AddRouting().Configure<RouteOptions>(x =>
{
x.SetParameterPolicy<RegexInlineRouteConstraint>("Regex");
});
var app = builder.Build();
builder.WebHost.UseUrls("http://*:80"， "https://*.443");
app.MapGet("/"， () => "Hello World!");
}
[Benchmark]
publicvoidCreateEmptyBuilder()
{
var builder = WebApplication.CreateEmptyBuilder(new WebApplicationOptions
{
Args = Args
});
builder.WebHost.UseKestrelCore();
builder.Services.AddRoutingCore();
var app = builder.Build();
builder.WebHost.UseUrls("http://*:80"， "https://*.443");
app.MapGet("/"， () => "Hello World!");
}
}
}














效能測試結果揭示了一些有趣的效能數據。從結果中，我們可以觀察到以下內容:

標準差表明了多次執行中執行時間的可變性，其中 CreateBuilder 具有最高的可變性。這可能是由於要載入和配置的元件較多，這可能會導致初始化時間出現更多波動。

這些效能測試表明 CreateSlimBuilder，CreateEmptyBuilder 與傳統 CreateBuilder 方法相比，它們具有顯著的效能優勢。當效能是關鍵因素時，開發人員應該考慮這些選項，特別是在啟動時間和記憶體效率至關重要的環境中。

但需要註意的是，這些效能改進是以功能為代價的。雖然CreateEmptyBuilder提供了最快的啟動速度和最低的資源消耗，但它要求開發人員手動配置所有必需的服務，這可能會增加開發的復雜性和時間。CreateSlimBuilder提供了一個折衷方案，提供了一些預設配置，同時仍允許更精簡的應用程式設定。

總結

在 .NET 8 中，Builder 方法的選擇不僅僅是一個技術決策，而是一個受計畫獨特需求影響的戰略決策。效能測試為這一選擇提供了量化基礎，確保開發人員能夠做出符合他們效能目標和開發理念的決策。

轉自：Rwing

連結：cnblogs.com/Rwing/p/18262526/

a-dive-into-net-8-native-aot-and-efficient-web-development

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