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.NET 每周分享第 64 期

卷首语

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2024 年度 .NET 官方博客上最热门的文章内容如下：

  • .NET 9 发布： 每一年 .NET 新的版本发布都会引起大量的关注。今年也不例外，包含了 Runtime，库， SDK， C# 13， ASP.NET Core 等等其他内容的更新。
  • .NET 9 性能提升：只从 .NET Core 2.0 开始，每一年的 .NET 发布都会包含性能上提升。今年也不例外。当然也可以查看所有的性能提升文章来了解历史。
  • .NET Aspire: Aspire 是简化云原生的 .NET 项目，在 .NET 9 中也不例外。
  • .NET Smart Components: AI 是这两年的热门词，.NET 推出了智能组件，拥抱 AI 时代浪潮
  • C# 12 博客系列：C# 12 包含了很多新的内容，比如主构造函数，集合表达式等等
  • 更多 AI 内容： 比如 Microsoft.Extensions.AI, Github Copliot 等等
  • 其他开发组件：比如 MAUI，Blazor, OpenAPI 等等

行业资讯

1、FluentAssertions修改为商业版权

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.NET 社区广泛使用的单元测试工具 FluentAssertions 近期宣布，从 V8.0 版本起将采用商业许可模式：新版本代码在开源协议（MIT）的基础上新增商业许可要求。 这一调整意味着开发者若需使用 V8.0+ 版本，需为 每位用户 支付 129 美元 的商业授权费用（个人项目或非商业用途仍可免费使用）。

社区反应与争议

反对声音：许多开发者对此次变更表达了不满，认为开源项目突然转向商业化的做法破坏了社区信任。部分用户指出，此前贡献的代码可能被用于商业闭源版本，存在伦理争议。

官方解释：项目维护者表示，商业许可是为了确保项目可持续发展，资金将用于支持核心团队开发和维护。

开发者应对方案

  • 维持现有版本：可继续免费使用 V8.0 之前的 MIT 协议版本（如 7.x），但需放弃新功能与后续更新。

  • 切换替代方案：

  1. 原生断言库（如 Assert）：无需依赖第三方库，但语法简洁性和可读性较差。

  2. Shouldly：语法与 FluentAssertions 高度相似，且保持 MIT 协议，迁移成本较低。

  3. 其他选项：如 NFluent、Verify（侧重快照测试）等。

  4. 购买商业许可：适合依赖新功能且预算充足的团队。

文章推荐

1、微软正在伤害开源社区？

这个视频中，作者提出一个了观察到的现象，很多 .NET 社区中著名的开源库逐步被微软开发的替代品作为 .NET 的一部分，比如

  • Nancy -> Minimal API
  • SwashBuckle.AspNETCore -> OpenAPI
  • Newtonsoft.JSON -> System.Text.JSON
  • Autofac -> Microsoft.Extensions.DependencyInjection
  • ...

这个行为给社区的人感觉是 Microsoft 会 “抄袭” 社区的开发者，然后推出替换他们的库，最终这些开发者的开源库就消失了，你怎么看这件事？

2、Yarp 介绍

本视频介绍了YARP（Yet Another Reverse Proxy）在 ASP.NET Core 中的应用。作者首先讲解了反向代理的作用，如负载均衡、流量分发、提升安全性等。然后，他演示了如何在 ASP.NET Core 中快速集成 YARP，包括安装 NuGet 包、配置路由、添加目标服务器等。视频中还展示了如何动态调整 YARP 配置，实现流量自动分配，以及如何用 YARP 帮助网站升级，使新旧版本共存。最后，作者强调 YARP 的灵活性，可以自定义规则、处理API请求、增强安全等，是.NET开发者的重要工具。

3、什么是 .NET Vector

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.NET 中的 System.Numerics 命令空间下包含了 Vector<T> ，是一种利用了 CPU 的 SIMD 特性加速计算的类型。SIMD 是 Single Instruction, Multiple Data 的简称，即使一个 CPU 指令可以完成多个数据操作。举例来说，1 + 2 + 3 + 4 这个操作只需要一个 CPU 指令，而不是 1+2, +3 + 4 三个指令，这样就大大节约了执行效率。注意，每个 Vector<T> 类型的数据容量是有限的，比如

double[] x = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0};
var vec = new Vector<double>(x);
Console.WriteLine(vec);

这里输出只是 1.0, 2.0, 3.0, 4.0， 因为 Vector<double> 大小只能是 4。那么通过一个简单的例子来看看 Vector 类型在性能上的优势

private double[] _x;
private double[] _y;

[Params(100, 1000)]
public int Size { get; set; }

[GlobalSetup]
public void Setup() {
  _x = new double[Size];
  _y = new double[Size];
  var random = Random.Shared;
  for (int i = 0; i < Size; i++) {
    _x[i] = random.NextDouble() * 100;
    _y[i] = random.NextDouble() * 100;
  }
}

[Benchmark]
public double DistinaceNaive() {
  double sum = 0;
  for (int i = 0; i < Size; i++) {
    sum += (_x[i] - _y[i]) * (_x[i] - _y[i]);
  }

  return Math.Sqrt(sum);
}

[Benchmark]
public double DistanceVector() {
  double sum = 0;
  for (int i = 0; i < Size; i += Vector<double>.Count) {
    var x = new Vector<double>(_x, i);
    var y = new Vector<double>(_y, i);
    var diff = x - y;
    sum += Vector.Dot(diff, diff);
  }
  return Math.Sqrt(sum);
}

效果看上去还不错

Method Size Mean Error StdDev Allocated
DistinaceNaive 100 77.03 ns 0.870 ns 0.772 ns -
DistanceVector 100 50.72 ns 0.250 ns 0.195 ns -
DistinaceNaive 1000 869.27 ns 4.373 ns 3.414 ns -
DistanceVector 1000 500.64 ns 0.604 ns 0.504 ns -

借助 Span，我们可以让运行更加快

[Benchmark]
public double DistanceVectorSlice() {
  var xSpan = _x.AsSpan();
  var ySpan = _y.AsSpan();
  double sum = 0;
  for (int i = 0; i < Size; i += Vector<double>.Count) {
    var x = new Vector<double>(xSpan.Slice(i, Vector<double>.Count));
    var y = new Vector<double>(ySpan.Slice(i, Vector<double>.Count));
    var diff = x - y;
    sum += Vector.Dot(diff, diff);
  }

  return Math.Sqrt(sum);
}

结果如下：

Method Size Mean Error StdDev Allocated
DistinaceNaive 100 77.59 ns 0.457 ns 0.405 ns -
DistanceVector 100 50.10 ns 0.114 ns 0.101 ns -
DistanceVectorSlice 100 35.85 ns 0.387 ns 0.323 ns -
DistinaceNaive 1000 870.46 ns 4.928 ns 4.115 ns -
DistanceVector 1000 500.08 ns 0.521 ns 0.462 ns -
DistanceVectorSlice 1000 417.79 ns 4.832 ns 4.284 ns -

4、如何诊断内存泄漏

本视频由 .NET 垃圾回收器 (GC) 的架构师 Moni 讲解如何诊断托管内存泄漏。她首先解释了内存泄漏的定义，强调 GC 无法回收仍被引用的对象。接着，她介绍了内存测量方法，讨论了虚拟内存、提交内存和工作集的区别，并分析了 GC 在不同代 (Gen 0, 1, 2) 运行时的内存变化。她还讲解了GC 触发条件（如内存压力、分配阈值），并介绍了PerfView 等工具如何帮助定位泄漏。此外，Moni 分享了新 API，可以在生产环境中监控 GC 运行情况，从而优化 .NET 应用程序的内存管理。

5、.NET对象的生命周期 - 从分配内存到被回收

本视频由 .NET GC（垃圾回收器）架构师 Moni 详细讲解**.NET 对象的内存管理全过程**，涵盖硬件、操作系统和垃圾回收机制。她首先介绍了对象的内存分配，使用 SOS 调试工具分析 .NET 对象在 GC 堆中的存储方式。接着，她探讨了GC 的分代机制（Gen 0、1、2），并解释了 GC 如何决定何时进行回收。她还分析了虚拟内存与物理内存的映射，介绍了操作系统的分页机制（Paging），以及 TLB（转换后备缓冲区）如何加速地址转换。最后，她强调了缓存一致性（Cache Coherency）对性能的影响，并探讨了优化 GC 性能的方法，如减少内存分配、控制对象生命周期等。

7、使用 M.E.AI 调用 Azure OpenAI

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Microsoft.Extensions.AI 是微软推出的官方 C# 开发 AI 大模型包。文章以 Azure OpenAI 为例，分别使用 Microsoft Entra ID 和 App Key 两种认证方式来开发 AI 对话应用程序。

8、学习C# 13 的 5 个顶级功能

C# 13 随着 .NET 9 一并推出，这篇文章介绍了其中 5 个特性

  1. Params 集合

在 C# 之前的版本，params 的参数只能接受一个 Array 类型，现在可以接受任何集合类型

static void Implode<T>(params ReadOnlySpan<T> books) {
    foreach (var book in books) {
        Console.WriteLine(book);
    }
}

static void Print(params IEnumerable<string> composers) {
    Console.WriteLine(string.Join(", ", composers));
}
  1. 新的 Lock 类型

增加另一个 Lock 类型，它支持 Entry(), Exist() 操作来达到原子操作，TryEnter() 来立即尝试获取锁，EnterScope 是一种间接的获取锁的操作

var logger = new Logger("log.txt");
Parallel.For(0, 10, i => {
    logger.Log($"Log message {i}");
});

class Logger 
{
    private readonly Lock _lock = new Lock();
    private readonly string _logFilePath;

    public Logger(string logFilePath) {
        _logFilePath = logFilePath;
    }

    public void Log(string message)
    {
        using (_lock.EnterScope())
        {
            File.AppendAllText(_logFilePath, $"{DateTime.Now} - {message}\n");
        }
    }
}
  1. \e 转义

在字符串中，提供了 \e 来表示转义的 \x1b, 这样避免了 1b 这样字符出现在 \x 之后导致错误的转义。

string redText = "\e[31mThis is red text\e[0m";
System.Console.WriteLine(redText);

string boldText = "\e[1mThis is bold text\e[0m";
System.Console.WriteLine(boldText);
  1. ^ 倒数索引

这个类似 Python 中索引方式类似， 从最后向前索引

class PlayList
{
    public string[] Tracks { get; set; } = new string[3];
}

var playList = new PlayList()
{
    Tracks = {
        [^1] = "Track 1",
        [^2] = "Track 2",
        [^3] = "Track 3"
    }
};

foreach (var track in playList.Tracks)
{
    System.Console.WriteLine(track);
}
  1. 移除 ref struct 和 ref 变量的限制

C# 13 允许 ref 作为泛型的中类型参数

T Identity<T>(T item) where T : allow ref struct
{
  return item;
}

var span = Idenity(new Span<int>(new int[5]));

9、Kotlin与C#的比较

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本文详细比较了 Kotlin 和 C# 语言，可以看出这个两个语言非常相似。

10、开源作者专访: Jimmy Bogard和AutoMapper

本视频介绍了AutoMapper的起源和发展。AutoMapper 诞生于 ASP.NET MVC 早期，为了解决手动编写ViewModel的低效问题。作者最初在项目中发现，每位开发者都会以不同方式创建 ViewModel，导致维护困难。于是，他开发了 AutoMapper，自动将领域模型映射到 ViewModel，减少重复代码，提高一致性。随着项目发展，它被开源，并获得社区支持。作者还分享了开源项目的维护挑战，如贡献者管理、长期维护责任等。此外，他强调了开源项目的资金困境，希望有更多企业支持开发者，使开源可持续发展。

11、开源作者专访：Brad Wilson和xUnit

本视频探讨了 XUnit.NET 的开源发展历程及其对社区的影响。XUnit.NET 由 Jim Newkirk 和 Brad Wilson 共同创建，最初是微软的内部工具，后被开源。Brad 介绍了开源工作的好处，如提升职业发展、参与社区互动，以及在 ASP.NET 领域的演讲机会。他分享了 XUnit.NET 版本演进（V1 到 V3）的架构变更，如跨平台支持（Mono、Linux、iOS、Android）和 .NET Core 适配。此外，他讲述了 开源维护的挑战，如代码贡献、法律问题、.NET 基金会的支持等。XUnit.NET 最初托管于 CodePlex，后迁移至 GitHub，成为 .NET 测试框架的重要组成部分。

12、开源作者专访：Nicholas Blumhardt，Autofac和Serilog

本视频介绍了 Serilog 和 Autofac 这两个 .NET 生态中的重要开源项目。演讲者回顾了其参与开源的经历，讲述了如何从个人兴趣出发，逐步建立并维护这些项目。Serilog 最初是为了解决结构化日志记录的需求，而 Autofac 则专注于依赖注入。随着项目的发展，它们吸引了越来越多的贡献者，并在企业环境中得到广泛应用。演讲者强调，开源的成功不仅仅是代码的广泛使用，更重要的是社区的共同维护。他还探讨了 Rust 生态与 .NET 生态在标准库设计上的不同策略，并分享了如何在企业支持下保持开源项目的长期可持续发展。

13、开源作者专访：Shaun Walker, DotNetNuke和Oqtane

本视频回顾了 DotNetNuke (DNN) 开源项目的成长历程及开源管理的挑战。DNN 由 Shaun Walker 在 2003 年基于微软的 IBuySpy Portal 开发，并逐步演变成一个完整的 .NET Web 应用框架。微软在 2004 年资助了该项目，鼓励社区参与，并在 DNN 发展过程中提供支持。演讲者讲述了 开源商业化的挑战，包括微软停止资金支持后，他如何将 DNN 转变为商业公司，使其自给自足。他强调 开源管理的复杂性，包括社区维护、许可证选择、开发者激励等。此外，他讨论了 .NET 基金会的作用 及 Blazor 相关的新项目 Octane，展望开源在 .NET 生态中的未来。

14、开源作者专访：Aaron Stannard 和 Akka.NET

本视频讲述了 Akka.NET 的开源发展历程及其商业化之路。演讲者最初因项目需求开始研究 Actor Model，发现 .NET 生态中缺乏类似 Akka（Scala） 的解决方案，于是在 2013 年开始开发 Akka.NET。团队面临 技术挑战（如网络层 Bug）并逐步优化，最终在 2014 年发布 NuGet 包。随着社区用户增长，演讲者发现咨询需求旺盛，于 2015 年创立 Petabridge，提供 企业培训、咨询和商业插件，实现盈利。他强调 开源商业模式 依赖免费核心+增值服务，同时吸引社区贡献者的挑战在于激励机制，许多贡献者因工作需求加入，并推动项目优化。

15、开源作者专访：Dennis Doomen 和 FluentAssertions

本视频讲述了 Fluent Assertions 这一开源项目的发展历程及维护挑战。最初，该项目由演讲者与同事共同开发，并在 CodePlex 上开源，后迁移至 NuGet，逐步获得用户关注。演讲者强调了 开源管理的困难，包括如何平衡时间、维护质量、处理社区贡献等。他认为 可读性是单元测试的核心，希望 Fluent Assertions 能提高 .NET 代码的可维护性。此外，他分享了 开源的影响，从最初几百次下载到如今被微软官方 SDK 采用，并成为开发者生态的一部分。最后，他鼓励企业开源非核心代码，以促进创新和社区合作，同时强调 保持项目方向 是开源管理的重要责任。

16、重新授权或者死亡？

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最近 FluentAssertion 库升级为商业版本引起了很多讨论，这篇文章对这个事件做了分析。首先这件事情的影响是那些，当然是对一些用户的，比如不使用最新的 8.0 版本，或者付钱。对于有些依赖这个库的其他开源项目，需要替换掉这个库，对于这种只使用在单元测试的中的库，问题不大。 那么这件事情和之前 Moq 项目 Sponorlink 事件比起来有什么不同呢？区别在于这次没有有效的沟通，作为 .NET 用户，需要倾听开源维护者的心声，最好去激励他们。 最后，我们需要作什么？对于一个 .NET 开源项目，有两个选择：

  • 维护者通过调整为商业授权来维护项目
  • 维护者放弃这个项目

第二个选项是我们不愿面对的，那么我们只有通过下面方式针对第一种情况的发生

  • 负责商业授权，掏钱
  • 不升级（当然有安全漏洞的风险）
  • Fork 项目并重启炉灶
  • 使用替代者
  • 祈求微软这样的大公司出一个自己的替换版本

那么我们正确的办法是提前主动阻止这种事情的发生：赞助它，购买支持计划，贡献项目等等。

17、.NET 8和.NET 9的API区别对比

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.NET 9 和 .NET 8 在 API 上的不同完全列表。

开源项目

1、STranslate

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2、HybridCache

.NET 9 中将会推出 HybridCache 将会统一现有的缓存接口，目前 .NET 包含了 IMemoryCache 和 IDistributedCache 两个接口，但是有一些问题

  1. 如果多个请求都出现了缓存 miss 情况，那么就会导致调用方承受很大的压力
  2. 当数据源发生更改，会出现数据源和缓存不一致情况

HybridCache 统一了缓存访问的接口，通常只有一个重要方法 GetOrCreateAsync, 它接受一个 Key 和工厂方法获取这个 Value。它包含了两级缓存：

  • 主缓存： IMemoryCache 实现
  • 次缓存：IDistributedCache 实现

在获取缓存对象的时候，首先调用主缓存，如果 miss 就访问次缓存，如果还是 miss， 就调用工厂方法构建一个对象，并且更新对象到主和次缓存中。

using Microsoft.Extensions.Caching.Hybrid;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;

var services = new ServiceCollection();
services.AddHybridCache();
services.AddTransient<AppService>();
var provider = services.BuildServiceProvider();
var appService = provider.GetRequiredService<AppService>();
Parallel.For(0, 10, (i) =>
{
    var result = appService.GetValue("World");
});

Console.ReadKey();

public class AppService
{
    private readonly HybridCache _hybridCache;

    public AppService(HybridCache hybridCache)
    {
        _hybridCache = hybridCache;
    }

    public ValueTask<string> GetValue(string name)
    {
        return _hybridCache.GetOrCreateAsync<string>(name, (token) =>
        {
            return ValueTask.FromResult(ExpensiveCall(name));
        });
    }

    private static string ExpensiveCall(string name)
    {
        Console.WriteLine("Retriving");
        Thread.Sleep(1000*Random.Shared.Next(0, 1));
        return "Hello " + name;
    }
}