代码改变世界

.NET的前世今生与将来

2018-09-15 08:13 by 灵感之源, ... 阅读, ... 评论, 收藏, 编辑

笔者注

谨以此文纪念我敬重的2016年9月17日去世的 装配脑袋 逝世两周年

让大家久等了,前后花了1年的时间,几经改版,终于完成撰写了一万字长文,回顾和展望.NET这16年来的成功与失败。最终能成文是因为我给自己承诺必须赶在 装配脑袋 逝世两周年前发表。愿天堂没有bug,活着的开发人员珍惜写好每一行代码的机会。

前言

.NET正式诞生了16年了,目前是微软技术栈的主要开发平台。笔者有幸在2002年在生产环境使用.NET 1.0 beta,一直到现在.NET Core 2.1,见证了.NET从最开始蹒跚学步的婴儿,到现在在各大领域大放异彩的巨人。

在过去的10多年中,开始那些年,.NET被质疑、误解,一些开技术人员觉得.NET就是Java的复制品,没有什么值得学习和使用的,而且,一些反微软阵营的技术人员,为了反对而反对。正是由于这些偏见,至今,一些公司仍然不愿意使用.NET,即便.NET从第一天开始就已经提交到ECMA标准和使用Rotor开放了代码和免费使用。

本文试图给大家展示一个完整的.NET历史、现状、生态圈,希望在.NET拥抱开源界的时候,业界也能拥抱.NET,更多技术人员参与到.NET的大家庭中来。

现在,让我们一起回顾一下.NET过去10多年的发展吧。

.NET技术栈

如果你想对.NET的整个技术栈有全面的理解和并希望深入研究,可以看笔者的爆栈下面的.NET技术栈:http://overflowstack.github.io/
 

误解

现在业界/一些开发人员对.NET这个平台有诸多误解,他们的想法可以概括如下:
  • .NET是封闭的
    • 实际上,.NET从第一天开始便把标准提交到ECMA,并且利用Rotor 开放了源代码(详见这里),感谢RednaxelaFX的指正
  • .NET只能在Windows平台上跑
    • .NET 2004年开始就能在Linux上面跑了(Mono,详见后面内容)
  • .NET带来的费用高
    • .NET是开源的,可以在多平台跑,没有费用可言
  • .NET性能低
    • .NET(相关开发语言如C#)的性能在多个性能测试平台上是领先的(详见后面内容)
  • .NET是微软的
    • 这是典型的为了反而反,类似的幼稚行为是在微软最近收购了GitHub后,一些开发人员马上迁移到GitLab上,然而他们可能不知道:
      • GitLab是在微软Azure托管的(不过他们最近迁移到Google Cloud了)
      • GItLab之前发生过因为主数据库PostgreSQL备份/恢复出错导致了客户数据丢失的问题
 

前世

Windows 32

在2000年前,在微软平台上做开发,一般用的Windows 32 API,主要有以下几种开发方案:
  • Visual C++
    • 通用解决方案,可以是桌面应用(如MFC),也可以是C/S应用
  • Visual BASIC
    • 快速应用开发(RAD)的一种,一般做图形界面(GUI)应用
    • 组件一般采用ActiveX(COM),利用注册表做接口管理
    • 提醒:VB在.NET没有缺席
  • Delphi
    • 另外一种RAD,兼顾了VB的组件化和VC++的很好的底层API交互支持
    • Anders Hejlsberg是这个产品的首席架构师(提醒,他是.NET的核心人物之一,看下面内容)
 
做Win 32开发,会面对一个问题:版本控制,因为接口改变了,但因为发布管理不统一,导致了不同版本互相覆盖,调用错乱,这就是饱受诟病的.DLL地狱(Windows类库一般用.DLL做后缀):
  • 标准Win32 DLL:要么随意放到Windows System32目录,要么Program Files (x86)目录
  • ActiveX DLL:虽然统一用注册表做版本信息管理,但是因为发布的时候版本没定义好,导致使用regsvr32.exe注册的时候可能会把上一个版本覆盖
 
做Web开发,当年微软提供了ASP(Active Server Pages),使用VBScript做服务器端脚本,利用ActiveX做实际业务交互,譬如ADODB做数据库存储,但是这个解决方案在内存处理、安全方面都存在诸多问题。
 
 

前期

背景

诞生

微软剑桥研究院的技术人员,在1998年开始研究下一代的开发技术,他们的思维很超前,去年他们发了一篇文章,介绍这个项目的发展史,上面的图片,清晰可见一些.NET的特性,还有一些还没有被实现。

.NET这个开发平台,学习多个开发平台的特性,譬如Java,把开发语言Java等(笔者注:别的Java平台语言下面提及)编译成中间语言(IL),运行时JIT。不过.NET更进一步,支持本地化编译。

2002年,微软正式对外发布了.NET 1.0。

最近,Oracle宣称.NET的主要对手Java的安装量超过20亿,笔者还没有找到.NET安装量的官方数字。

.NET的名字

相信很多人会问,为什么会取.NET这个名字?适逢当年2000-2002年互联网大潮,微软打算推出一个适应互联网需求的开发平台,所以干脆用了.NET这个名字。当时很多公司开发的产品都加了.NET后缀,甚至公司域名都采用了.NET而不是.COM。
 

.NET特性

首先,.NET是一个开发平台,从1.0开始支持GUI(WinForm)、CUI(控制台)、Windows Service、Remoting等等Windows平台的开发,也支持ASP.NET (WebForm)开发web系统,所以从最开始,.NET就支持多平台开发。可以说.NET从第一天开始便是为了互联网而生的。

.NET编译生产的文件叫程序集Assembly,就是代码物理的集合,命名空间用来逻辑归类代码。

 

语言 vs 平台

有一些同学把语言和平台搞混了,譬如他们会说.NET是一种语言。让我们来捋一下关系吧:
  • 平台:.NET
    • 语言:C#,F#,VB.NET,等等
  • 平台:JVM
    • 语言:Java、Scala、Clojure,等等
 
有趣的是,现在流行的开发平台大多采用了类似的编译、运行、调优机制:
  1. 编译成中间语言(IL)
  2. 运行时即使编译成machine code(JIT,后述)
  3. 有办法改变JIT的行为(调优)
  4. 有办法预编译成machine code

言归正传,.NET平台上最主流的3种开发语言分别是C#、VB.NET和F#。

Pascal之父、Delphi首席架构师Anders Hejlsberg,当年还在Borland,被微软CEO Bill Gates重金邀请加盟微软,主导开发.NET平台上的全新开发语言,这就有了现在.NET平台上最流行的开发语言C# ,取义C++的++ ,即(C++)++,合在一起就是4个+,碰巧和音符的C♯一样,所以读作C sharp,不是C井,谢谢。因为这个升C的字符比较难敲,所以,一般用数字3上面的那个#符合代替(对,♯和#不是同一个字符)。C#是目前全球最流行的开发语言之一。

如果你想深入了解C#,可以参考Jon Skeet编写的《C# in depth》,JK很奇怪,他是在Stack Overflow上是排名第一的回答者,C#专家,然而,他却是在Google工作的(潜伏的卧底?)。

笔者对BASIC有着非常深厚的感情,第一次接触这个语言是1992/1993年的时候,后来用了GWBASIC、TrueBASIC、TurboBASIC、QBASIC、QuickBASIC、Visual BASIC (1.0版本还是DOS下的,用的ASCII字符拼接成图形界面)。

如果你用Visual BASIC 5/6,相信不会对VB.NET太陌生,尽管VB.NET用起来有点别扭。VB.NET表面上是微软照顾老VB用户在.NET平台上的实现,但这个语言实在太别扭。在VB 11.0之前,它是尽量和C#高度交互的,很多语言特性都尽量“兼容”,但是11.0之后,开发团队决定和C#分道扬镳,各自演进。

说起VB.NET,相信一些开发人员还记得@装配脑袋,他从老VB开始就是忠实用户,在博客、技术会议中和大家分享各自VB.NET/编译器技术和心得,他两年前不幸因病去世,愿天堂没有bug。

VC++一直以开发高性能著称程序,在.NET世界,VC++.NET,可以和.NET程序集交互,当然,你仍然可以选择写不基于.NET的代码。不过,如果你用,NET的话,为什么不直接用C#?除了VC++.NET,微软还有C++/CLI这个专门设计来和.NETA交互的兼容C++的语言,用来开发.NET托管代码。

如果你需要高性能、喜欢函数式编程,那么F#这个函数式的开发语言会比较适合你,它天生以高性能并行计算著称。可能你还已经猜到,F#里的F代表Functional函数式。

微软当年雄心勃勃,希望把.NET打造为大一统的开发平台,当年Java如日中天,微软自然不会放过这个机会:难道还有直接把对手的支持者拉拢过来的而扩大市场更好的办法吗?此消彼长,道理大家都懂。所以微软推出了J#。不过这个项目有点尴尬,最开始是想和Java进行交互,利用Java成熟的平台组件,后来项目没有被维护了,但是,.NET 4.5之前,想要自己读写zip文件,.NET框架内置的类库中,只有J#有一个类库,否则只能用第三方的方案。

J#出师未捷身先死,长使英雄泪满襟。然而这并没有阻止.NET的雄心。大家知道JVM是一个运行平台,在这基础上,有各种语言,Java是老大哥,Scala有取而代之的趋势,最近Google因为不满Oracle拿Java版权大棒乱挥舞,近年大力扶植JetBrains的Kotlin。同样,.NET平台上,也有多种语言,除了上述的几种,还有Fantom、Visual COBOL、ClojureCLR等。

为了和动态语言交互,.NET引入了 Dynamic Language Runtime (DLR),这样,各自动态语言就可以和.NET互相调用,而这个平台下的语言一般有一个前缀:Iron。当年出现了IronPython、IronRuby、IronScheme等项目。然而,这个项目没有被维护了。或许Iron是因为这个名字起得比较晦气,都“打铁”了。

 
 

核心特性

每种语言/开发平台都有自己的看家本领:语言特性(面向对象 vs 函数式、强类型 vs 动态类型、并行计算等等)、生态圈(开放、大量的第三方库/扩展支持)等等。

.NET的运行时Common Language Runtime(CLR)是.NET的核心,负责程序的解释和运行。.NET程序启动的时候,会经过多达50步才正式开始跑你写的第一行代码,中间是各种元数据的查找、分析等。如果程序是第一次执行,CLR会把要执行的代码路径进行JIT(即时编译),这个过程会有各种优化,举个例子:冷代码(如异常处理逻辑)会相对热代码(正常逻辑)执行较慢,这就是为什么如果过度使用异常来做控制,会有性能瓶颈。

如果你想对CLR进入深入的了解,可以参考传奇开发人员Jeffrey Richter编写的《CLR via C#》,他是经典开发书籍《Windows via C/C++ 》的作者。

.NET大量封装Win 32 API,这叫InterOperability(InterOp)。如果你需要调用第三方甚至自己编写的Windows 32,可以通过这个实现。

还记得DLL地狱吗?.NET的程序集经过SN(强命名)签名后,可以通过gacutil注册到Global Assembly Cache(GAC),这样任何一个程序可以直接调用。因为它通过程序集名称(assembly name)来区分每个程序集的唯一性,所以不会出现不同版本的程序集互相覆盖的问题。

C/C++,没有第三方的库,你需要手工控制内存的调用和回收,好处是按需调用,省内存,高效,然而对开发人员有较高要求,所以一般使用第三方的解决方案。Java和.NET,都有自己的
Garbage Collection (GC)。.NET GC分3个阶段,不同阶段针对对象的不同生命周期。如果你希望深入研究GC,可以参考下面的"高性能"部分。

不同于现在各种基于Google Chromium二次打包的浏览器壳,除了完整版,.NET还包括多个不同的兄弟框架,譬如.NET Execution Environment (DNX)、Compact Framework (CF)用于移动设备、Microsoft Framework (MF)用于嵌入式设备。

 

开发

Visual Studio是最受微软技术开发人员欢迎的IDE,你可以通过它使用上述各种语言开发、调试、测试、发布各种应用。或许你不知道,Visual Studio作为通用的IDE,被其它产品借用,譬如微软SQL Server的管理工具SQL Server Management Studio (SSMS)就是基于Visual Studio的,所以大部分快捷键和功能是一致的。

刚开始的时候微软推出的.NET针对自家Windows桌面开发推出了Windows Form(WinForm)这个开发方案。出发点是想把所有界面元素OO化,通过事件驱动,底层还是Win32那套消息机制,GDI+渲染。不过默认的渲染效果有审美疲劳,所以有些应用采用了国内比较流行的皮肤做法,通过owner draw实现自主的渲染,摆脱了单一的UX体验。

不喜欢WinForm的事件模型?不喜欢自己实现双向绑定?不喜欢WinForm太传统的Win32 GUI元素?那么,WPF应该会是你的选择。它使用XAML作为界面语言,DirectX渲染,逻辑代码可以选择C#或者VB.NET。之所以使用XAML(XML格式),是为了把界面描述标准化,这是iOS、Android和Xamarin的标准做法。

.NET的推出是为了应对互联网时代,必不可少的,需要提供网站开发方案。微软把当年的基于ActiveX + VBScript的服务器端开发解决方案ASP(Active Server Pages)升级,成为了ASP.NET。WebForm的设计思想是复制WinForm,但是封装得不好,导致用户被迫强行做各种js和css hack,尤其是它复制WinForm的事件模型,导致各自不必要的Postback,而且页面有着极其臃肿的ViewState来维护当前的状态,所以很多时候页面加载耗时甚长,久等不见内容。当然你可以用UpdatePanel做异步ajax更新提升用户体验。

 
WebForm设计缺陷包括但不仅限于:
  • 早年的封装没有考虑各个浏览器的兼容性,开发者必须做各种js/css hack
  • 表格postback设计导致不理想的用户体验
  • 使用ViewState做当前页面的状态保持,但这个ViewState是写入到页面的,默认是写入到文件前面部分,但页面数据量多的时候(如使用DataGrid),这个ViewState会相当大,导致页面加载缓慢,虽然有办法把ViewState放到页面后面部分,让加载看起来快点,但是根本问题没有解决。而且ViewState会出现各种损坏的情况导致功能无法使用
  • 容易导致开发人员把界面、业务逻辑和数据存储都放到同一个文件里面,难以维护和做单元测试
  • 慢,慢,慢,重要的事情要说三遍
 
为了解决在饱受诟病的WebForm中出现的各种问题,微软推出了ASP.NET MVC,这是对当年市场上日渐流行的Web设计方式Model View Controller的回应,这个产品后来开源了。ASP.NET MVC的设计思想是好的,把界面、业务逻辑、数据模型等分离,这样不同角色的人员可以独立进行开发,互不干扰。
 
ASP.NET MVC自带几种渲染器:
  • ASP.NET WebPages就是ASPNET WebForm (不要用)
  • ASP.NET Razor 就是.cshtml/.vbhtml文件的渲染器 (还是不要用)

你可能会问,那到底用什么做页面渲染?简单来说:不要在服务器端做渲染,因为所有界面渲染都不应该是服务器的事情,现在用户的浏览器渲染能力很强,这种事情完全应该留给客户的机器去做,这样服务器的压力会大减。服务器应该做的事情只是接受请求,根据业务逻辑处理数据、读取/存储数据。

所以,页面渲染,应该选择成熟Web前端MVC方案,譬如AngularJS、React等。

网络开发,除了网站,还有一些不可见的后台服务。Web Services是跟随ASP.NET 1.0推出的,协议基于XML,现在使用这个技术的产品比较少了。后来微软推出了大一统的WCF(Windows Communication Foundation)平台,是相对较新的一套Web服务解决方案,支持多种传输协议和安全机制,但配置繁琐。

ASP.NET Web API是ASP.NET MVC的一个组件,提供构建RESTful API的方案,目前比较多产品使用。

大家还记得Java Applet吗?当年Flash大行其道,但其问题太多,安全问题、CPU占用问题、稳定性等等。为了对抗如日中天的Flash,微软推出了Silverlight。Silverlight的性能不亚于Flash,而且比隔三差五要打安全补丁的Flash安全很多,但是两者都无法摆脱基于ActiveX插件的问题,即便预先安装,也常有版本兼容问题导致无法在浏览器加载,而且默认那套银灰色的界面确实有审美问题。

 
Silverlight的著名的应用:
  • 当年奥运会MSNBC的网络直播采用Silverlight解决方案
  • 微软的本地虚拟机管理平台Windows Controller,用的就是Silverlight
  • 微软云平台Azure,早期版本,使用了Silverlight做界面
 

不过和Flash抵挡不了技术发展的洪流一样,Silverlight也被迫退出了市场。对了,Flash在中国还是奇葩地存在,由某个流氓公司特供中国版,切记不要使用。

一个成熟的开发平台,单纯有好的语言、基础库还是不足够的。当年为了方便开发人员,微软提供了一整套的常用功能框架,叫Enterprise Library,包括功能如读写配置、数据访问、日志、缓存等,而这个项目的前身是Best Practice Application Blocks,就是类似广大开发爱好者常常自己搞的工具库。

大家还记得ActiveX年代的ADODB吗?在.NET世界,我们有升级版:ADO.NET。通过ADO.NET,你可以访问各大数据库系统。大部分数据库系统是支持多线程的,所以需要读写数据的时候:

  • 当你单线程读写数据的时候,已经用了command.Prepare(),甚至在允许表锁定的情况下用了connection.BeginTransaction()还是觉得慢,那么,
  • 可以用多线程,这里可以Parallel下的方法,一般多线程下会快带来几倍的性能提升,如果你还是觉得慢,那么,
  • 使用bulk copy。一般大型数据库系统都提供这个,譬如SQL Server提供SqlBulkCopy(本质上是BULK INSERT),譬如PostgreSQL提供的COPY命令
 
 

随着技术的发展,面向对象进入数据存储和访问领域。譬如数据访问,这些解决方案叫O/RM,对象关系映射。在Java领域著名的Hibernate被移植到.NET成了NHibernate,Dapper也是一个不错的轻量级的选择。微软也推出了自己的Entity Framework,后来并开源了。

不过不管是Code First、Model  First还是Database First,这些OO化的O/RM,因为对象化这个过程,性能损耗不可避免,而且,不同的解决方案要么解决不了延迟加载,要么做不好缓存,或者动态生成的SQL效率低下。如果你需要绝对的高性能,还是应该手工写SQL,并且封装到存储过程,这样业务逻辑不需要在每次执行的时候都在客户端/服务器不断传输。想象一下,即便某业务逻辑执行速度很快,但数量巨大,譬如一天100万次,当这个业务逻辑很复杂,譬如100K,那么一天光是这些SQL的网络流量起码是100GB,如果如果是封装成SP,那么,可能就是100MB。

同时,使用这些O/RM,一般会遇到对具体某种RDBMS的特性支持不好的情况,需要使用底层SQL直接调用操作,这样O/RM就无法直接切换到别的数据库系统了。

NoSQL蓬勃发展,在传统关系型数据库系统中被常规化的数据(一条数据会被存储到不同的字段甚至不同的表),现在作为一个json文件(字符串)被存储到各种类型的NoSQL中。NoSQL优势是快速的读写,因为避免了多表关联的可能,一次读取,一次写入。但是真因为这样,绝大部分NoSQL无法做跨表(集合)的关联,因此一般的做法是用定时任务生成目标数据,这种解决方案有2个问题:数据非实时和冗余的空间占用,同时,json文件本身的所有属性是键值对,所以空间占用远逊于RDBMS。

市面上不乏基于.NET的NoSQL,部分还是开源的,笔者觉得最好的一个是开源的STSDb,独创的Waterfall索引比传统的b+树要跟高性能。

大量业务系统都需要用到工作流。WF(Windows Workflow)是微软额外推出的基于.NET的工作流系统,不过这个方案配置起来有点罗嗦。

 

生态圈

 

从别的成熟平台中移植著名的项目是业界惯常的做法。一些著名/优秀的项目被移植到.NET,譬如Java世界的hibernate (nhibernate)、junit (nunit)、iText  (iTextSharp)、Quartz (Quartz.net)、Lucence (Lucence.net)、Log4j (log4net)。

一个开放平台的成熟,离不开社区的支持。开源/代码托管网站,早期的有SourceForge.net、CodeProject等,后来微软自己推出了自己的GotDotNet,后来变成了CodePlex.com,然而几个月前这个项目已经停止运转,大部分项目都被作者各自迁移到GitHub。

.NET框架和C#从第一天开始,就作为ECMA标准公开了源代码,这为后来的Mono和跨平台打下了坚实的基础。几年前,微软把.NET完全开源了,包括编译器、框架、类库等等。

著名的Linux GUI解决方案GNOME之父Miguel de Icaza,创建了Mono项目,让.NET真正跨平台,在Linux、MacOS下运行。Mono项目同时带来了SharpDevelop这个IDE,后来又被移植到别的平台上成为了MonoDevelop。

Mono项目近年被Ubuntu拥抱,跟随标准发布预装。

 

今生

.NET的发展脚步没有停下来,它不断进化,现在,.NET已经在各大平台扎根。

最近的15年周年纪念活动,Anders Hejlsberg被Channel 9邀请参与活动,并讲述了他对C#的看法,他表示:“我也没想到C#能如此兴盛。”

如果说.NET平台是心脏,那么,语言就是骨络。目前.NET平台上3大主流开发语言有各自的演进路线。C#作为先锋在新特性上不断快速进化,譬如LINQ/Lambda、async/await并行计算等,当然动态特性也是值得提及的。如果一个东西走起来像鸭子,叫起来像鸭子,它可能不是一只鸭子而是被鸭子带坏了的鹦鹉。如果你想知道C#的各种技术内幕,可以看Matt Warren的技术博客,他是C#语言委员会的成员之一,这个委员会决定每个版本的新特性。

Roslyn作为新一代的编译工具,使用C#编写,终于实现了.NET的自举,这是一个语言成熟的标志。

开发工具

不仅仅是各种语言跨平台,微软的开发工具也能跨平台。Windows上最佳开发IDE Visual Studio现在不仅仅在Windows上跑,微软推出的兄弟Visual Studio Code还支持Linux和MacOS,还有Visual Studio For Mac。

相信做过开发的同学都对各种第三方依赖组件的引入、维护都很烦恼,NPM、webpack、Chocolatey、Maven Repository等都是著名的包管理解决方案,微软效仿之,推出了NuGet。本质上NuGet包和Office系列的文件类似,都是zip文件,里面有一些元信息和实际文件。通过Visual Studio的项目Package菜单你可以直接生成NuGet包。早期的NuGet不允许直接下载包,非常恼人,必须通过客户端如Visual Studio,现在允许了。

如果你想架设自己的NuGet包管理平台,可以使用ProGet。

 

案例

或许你会想,.NET到底有什么优秀的案例?

如果你做Web开发,相信你听过甚至用过OWIN项目,它包括了SignalR、Nancy、Katana等项目。如果你用过IoC,你应该听过甚至用过Windsor,它是Castle项目的一员,包括了ActiveRecord、MonoRail等。相信你用过stackoverflow?它以及众多兄弟网站,都属于StackExchange,而这些所有网站都是基于ASP.NET的。微软自家一些产品也是完全或者部分使用.NET实现的,譬如BizTalk、Blend等。

如果你想了解更多的优秀.NET解决方案,可以看这个非常详细的列表:https://github.com/Microsoft/dotnet/blob/master/dotnet-developer-projects.md

了解或者开发过云应用吗?业界领先的公有云提供商微软Azure,这个平台大部分技术都是基于.NET的。对了,Bing搜索引擎也是。

Unity是流行的2D/3D游戏开发平台,其脚本系统主要是Mono,它刚刚对外宣布支持最新版版本Mono。另外一个游戏引擎Godot,也是使用Mono作为脚本引擎。

有些技术牛人,利用.NET打造自己的开源的操作系统。譬如比较早期的Cosmos OS ( https://www.gocosmos.org/ ),还有近期的FlingOS( http://www.flingos.co.uk/ )。由此可见.NET作为一个开发平台的能力和潜力。

为了实现跨CPU平台(x86和ARM等),微软为 Windows带来了UWP,开发者可以使用多种开发语言(.NET家族的,甚至HTML/WinJS)开发Windows平台应用,界面语言是XAML,这些应用不仅仅可以在Intel的x86平台下跑,还可以在ARM上跑。大家还记得Windows Phone和Surface吗?

跨平台

之前说过Mono这个跨平台开发解决方案,在支持Linux/MacOS的基础上,它继续进化,衍生出Xamarin项目,实现了对主流手机系统苹果iOS、Google Android、微软WP甚至三星Tizen的支持。

2016年微软收购了Xamarin,整合到Visual Studio里,并且将其开源,创始人Miguel de Icaza成为微软的Distinguished Engineer。

DotNet Anywhere (DNA)是另外一套跨平台解决方案:https://github.com/chrisdunelm/DotNetAnywhere

2016年,微软为了大一统.NET平台标准,推出了.NET Standard,可以把这个看成一个协议,而不是具体实现。具体实现是.NET完整版 4.x、.NET Core 2.x、Xamarin等。

.NET完整版4.x现在统治Windows平台,Xamarin复制移动平台,而.NET Core则主打跨平台,如Linux、MacOS、Docker、嵌入式设备、IoT等,譬如已经有Raspberry Pi等设备在运行.NET Core。或许你不知道,Docker For Windows是用.NET编写的。

.NET Core做法和.NET完整版在API层面基本上一直和兼容,区别在于,.NET完整版是依赖本地GAC安装/本地目录的.NET程序集,而.NET Core是依赖NuGet包,所有基础类库都是NuGet包,而这些包不像老版本的node.js那样都安装到本地目录,而是集中安装到本机的NuGet库里。

和.NET Core匹配的有ASP.NET Core,允许开发人员开发在Linux等平台跑的Web系统。

.NET开发初期,大量借鉴Java这个平台的优点,近年,Java作为平台和作为语言,分别复制了,NET和C#的一些特性。JavaScript的一些新特性直接复制了C#的特性。

 
 

高性能

业界做性能测试的时候,一般会用这句话:“不服跑个分!”。网上有各种性能评测文章/比较网站,最近看过一个完整,各种语言互相比较,其中.NET和Java的结果差异不大,11个比较项目中,.NET 6 : 5 Java。

.NET为了提高性能,通过如下几个不同状态下方式:

  • 语言:支持Parallel等并行计算
  • 编译:编译器会做各种优化,譬如代码内联,像常量和枚举等,会直接把实际值复制到调用方
  • JIT:除了根据代码访问路径进行动态即使编译之外,还可以使用更可控的Profile Guided JIT
  • 本地化:可以使用多种方式进行本地化编译,譬如ngen命令行和C# Native
  • LLVM:有一个开源项目,叫SharpLang,使用LLVM作为基础对C#代码进行编译。R大指出还有 https://github.com/dotnet/llilc 这个项目
 
以上是语言/框架层面的优化,如果做了上述的事情后仍然对性能不满意,那么你可以:
  • 优化算法,有可能带来数十倍的性能提升
  • 重构设计和实现,原来的设计可能是错的,也可能是现在有更好的解决办法,重构/重新实现可以改善性能
  • .NET运行时的调优
    • 如果你使用多线程(包括Parallel),那么你可以修改一下ThreadPool的MinThreads数量
    • 如果你调用HttpClient/HttpWebRequest等网络方法,那么,你可以修改一下ServicePointManager的DefaultConcurrentConnectionLimit,因为微软为了遵循古老的HTTP规则,对同一个网站最多只允许2个并发连接
    • 修改GC为Server模式
 
如果你还需要更高效的解决方案,可以考虑Map Reduce分布式计算,所谓的分而治之

如果你想深入研究如何编写高性能的.NET程序,可以参考Ben Watson编写的《Writing High-Performance .NET Code》这本书。

如果你还是不满足于性能表现,可以使用GPU加速,目前比较成熟的解决方案是AleaGPU,对C#的支持非常友好。

将来

Web前端开发技术日新月异,但同时也存在各种脏乱差的情况(笔者会另外撰文详细述说)。近来各大浏览器加入了对Web Assembly的支持,Web Assembly允许开发人员用如C++等语言实现逻辑,然后编译成二进制的Web Assembly。

最近,微软宣布ASP.NET项目引入了Blazor项目(取义Browser + Razor),这个项目是基于DotNet Anywhere的,允许开发人员用.NET + Razor实现前端功能。

在Windows平台上(x86和ARM),你可以使用.NET设计UWP应用,但其它平台上,你不能用.NET做带界面的应用。最近对外公布的AvaloniaUI,允许大家使用UWP类似的技术在Linux和MacOS上实现桌面应用,这个项目的名字看出来和当年的Avalon项目的关系了吗?

现在技术界喜欢搞cross play,譬如Windows 10下自带了Linux子系统,SQL Server也可以在Linux上跑,JavaScript可以通过node.js写服务器端代码,.NET也可以写Web Assembly做前端。

.NET发展16年,为业界带来各种新技术的同时,也给人类的发展做出了重大贡献,它会继续和老对手Java等一起齐头并进,互相追赶和促进。

 

谨以此文纪念我敬重于于2016年9月17日去世的 装配脑袋 逝世两周年。

 

如果你看到这里,那告诉你一个消息:世界那么大,我想去看看。再次上路,去追求心中的理想。

 

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