.NET8 正式發(fā)布， C#12 新變化

作者：不止dotNET 2023-11-17 08:52:32

雖然 8 又帶來了很多方面的增強(qiáng)，比如：人工智能、云原生、性能、native AOT 等，但我還是最關(guān)注 C# 語言和一些框架層面的變化，下面介紹下 C# 12 和框架中的我認(rèn)為比較實(shí)用的新增功能。

在 .NET Conf 2023 大會(huì)上，.NET 8 正式發(fā)布了，.NET 8 是一個(gè)長期支持（LTS）版本，這意味著可以獲得三年的支持和補(bǔ)丁。我們也計(jì)劃將框架從 .NET Core3.1 升級到 8 ，關(guān)于如何升級等升級完成后再來分享。

要使用 .NET 8 ，需要安裝相關(guān)的 SDK，可以在這個(gè)地址進(jìn)行下載：https://dotnet.microsoft.com/zh-cn/download/dotnet/8.0，或者將 VS2022 升級到 17.8 。

雖然 8 又帶來了很多方面的增強(qiáng)，比如：人工智能、云原生、性能、native AOT 等，但我還是最關(guān)注 C# 語言和一些框架層面的變化，下面介紹下 C# 12 和框架中的我認(rèn)為比較實(shí)用的新增功能，全部更新說明可以看官方文檔：https://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/core/whats-new/dotnet-8 。

序列化增強(qiáng)

其他類型的內(nèi)置支持

可以對附加類型：Half、Int128、UInt128 進(jìn)行序列化，在 .NET 7 中對這些類型序列化時(shí)不會(huì)報(bào)錯(cuò)，但內(nèi)容不能正常獲取。
可以對 ReadOnlyMemory、Memory類型進(jìn)行序列化。
當(dāng) T 的類型為 byte 時(shí)，序列化結(jié)果為 base64，否則為 json 數(shù)組。

using System.Text.Json;
//輸出：[65500,170141183460469231731687303715884105727,340282366920938463463374607431768211455]
Console.WriteLine(JsonSerializer.Serialize(new object[] { Half.MaxValue, Int128.MaxValue, UInt128.MaxValue }));
//輸出："AQIDBAUG"
Console.WriteLine(JsonSerializer.Serialize<ReadOnlyMemory<byte>>(new byte[] { 1,2,3,4,5,6}));
//輸出：[1,2,3]
Console.WriteLine(JsonSerializer.Serialize<Memory<int>>(new int[] { 1, 2, 3 }));

接口層次結(jié)構(gòu)

IDerived value = new DerivedImplement { Base = 0, Derived = 1 };
Console.WriteLine(JsonSerializer.Serialize(value));
//輸出：{"Base":0,"Derived":1}

public interface IBase
{
    public int Base { get; set; }
}

public interface IDerived : IBase
{
    public int Derived { get; set; }
}

public class DerivedImplement : IDerived
{
    public int Base { get; set; }
    public int Derived { get; set; }
}

上面代碼中 IDerived 接口繼承了 IBase 接口后，就擁有兩個(gè)屬性了。

在之前的版本（3.1、6、7）中使用包含兩個(gè)屬性的接口 IDerived 來接收對象的實(shí)例化，然后進(jìn)行序列化，得到的結(jié)果只有：{Derived":1} ，繼承過來的屬性 Base 不能被識別。

在 8 中得到了改進(jìn)，可以得到期望的結(jié)果，值得注意的是，如果之前使用了變通方式來進(jìn)行處理，升級后需要有針對性進(jìn)行測試和調(diào)整。

命名策略

下圖是 8 中序列化時(shí)對命名策略的支持：

在之前的版本：3.1、6、7 中都只支持 CamelCase 。在 8 中新增的策略如下：

KebabCaseLower：小寫中劃線，例如：user-name。
KebabCaseUpper：大寫中劃線，例如：USER-NAME。
SnakeCaseLower：小寫中劃線，例如：user_name。
SnakeCaseUpper：大寫中劃線，例如：USER_NAME。

var options1 = new JsonSerializerOptions
{
    PropertyNamingPolicy = JsonNamingPolicy.KebabCaseLower,
};
var options2 = new JsonSerializerOptions
{
    PropertyNamingPolicy = JsonNamingPolicy.KebabCaseUpper,
};
var options3 = new JsonSerializerOptions
{
    PropertyNamingPolicy = JsonNamingPolicy.SnakeCaseLower,
};
var options4 = new JsonSerializerOptions
{
    PropertyNamingPolicy = JsonNamingPolicy.SnakeCaseUpper,
};
Console.WriteLine(JsonSerializer.Serialize(new UserInfo() { UserName = "oec2003" }, options1));
Console.WriteLine(JsonSerializer.Serialize(new UserInfo() { UserName = "oec2003" }, options2));
Console.WriteLine(JsonSerializer.Serialize(new UserInfo() { UserName = "oec2003" }, options3));
Console.WriteLine(JsonSerializer.Serialize(new UserInfo() { UserName = "oec2003" }, options4));

public class UserInfo
{
    public string? UserName { get; set; }
}

結(jié)果如下：

調(diào)用 API 直接獲取到對象

現(xiàn)在有一個(gè)接口返回如下圖中的數(shù)據(jù)：

如果是在 8 以前的版本中獲取該接口的數(shù)據(jù)，需要先獲取到接口內(nèi)容，然后進(jìn)行反序列化，代碼如下：

const string RequestUri = "http://localhost:5145/user";
using var client = new HttpClient();
var stream =await client.GetStreamAsync(RequestUri);
//反序列化
var users = JsonSerializer.DeserializeAsyncEnumerable<UserInfo>(stream);
await foreach(UserInfo user in users)
{
    Console.WriteLine($"姓名：{user.userName}");
}
Console.ReadKey();

public record UserInfo(string userName);

在版本 8 中可以直接調(diào)用 GetFromJsonAsAsyncEnumerable 方法直接得到對象，無需進(jìn)行反序列化：

const string RequestUri = "http://localhost:5145/user";
using var client = new HttpClient();
IAsyncEnumerable<UserInfo> users = client.GetFromJsonAsAsyncEnumerable<UserInfo>(RequestUri);

await foreach (UserInfo user in users)
{
    Console.WriteLine($"姓名： {user.userName}");
}
Console.ReadKey();

public record UserInfo(string userName);

上面兩種代碼的結(jié)果一樣，如下圖：

隨機(jī)數(shù)增強(qiáng)

在 8 中對隨機(jī)數(shù)類 Random 提供了 GetItems() 方法，可以根據(jù)指定的數(shù)量在提供的一個(gè)集合中隨機(jī)抽取數(shù)據(jù)項(xiàng)生成一個(gè)新的集合：

ReadOnlySpan<string> colors = new[]{"Red","Green","Blue","Black"};

string[] t1 = Random.Shared.GetItems(colors, 10);
Console.WriteLine(JsonSerializer.Serialize(t1));

//輸出：["Black","Green","Blue","Blue","Green","Blue","Green","Black","Green","Blue"]
//每次都會(huì)不一樣
Console.ReadKey();

通過 Random 提供的 Shuffle() 方法，可以將一個(gè)集合中的數(shù)據(jù)項(xiàng)的順序打亂：

string[] colors = new[]{"Red","Green","Blue","Black"};
Random.Shared.Shuffle(colors);

Console.WriteLine(JsonSerializer.Serialize(colors));

Console.ReadKey();

新增的提高性能的類型

新增了 FrozenDictionary<TKey,TValue> 和 FrozenSet，這兩個(gè)類型在 System.Collections.Frozen 命名空間下，創(chuàng)建這兩種類型的集合后，就不允許對鍵和值進(jìn)行任何更改，因此可以實(shí)現(xiàn)更快的讀取操作。

下面是使用 BenchmarkDotNet 對 FrozenDictionary 和 Dictionary 進(jìn)行測試的代碼：

BenchmarkRunner.Run<FrozenDicTest>();
Console.ReadKey();

[SimpleJob(RunStrategy.ColdStart, iterationCount:5)]
public class FrozenDicTest
{
    public static Dictionary<string, string> dic = new() {
        { "name1","oec2003"},
        { "name2","oec2004"},
        { "name3","oec2005"}
    };

    public static FrozenDictionary<string, string> fdic = dic.ToFrozenDictionary();

    [Benchmark]
    public void TestDic()
    {
        for (int i = 0; i < 100000000; i++)
        {
            dic.TryGetValue("name", out _);
        }
    }

    [Benchmark]
    public void TestFDic()
    {
        for (int i = 0; i < 100000000; i++)
        {
            fdic.TryGetValue("name", out _);
        }
    }
}

從測試結(jié)果看，效果還是很明顯的：

新增的 System.Buffers.SearchValues類，可以用來進(jìn)行字符串的查找和匹配，相比較 string 類型的操作，性能有大幅提升，下面還是用 BenchmarkDotNet 進(jìn)行測試：

BenchmarkRunner.Run<SearchValuesTest>();
Console.ReadKey();

[SimpleJob(RunStrategy.ColdStart, iterationCount: 5)]
public class SearchValuesTest
{
    [Benchmark]
    public void TestString()
    {
        var str = "!@#$%^&*()_1234567890ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
        for (int i = 0; i < 100000000; i++)
        {
            str.Contains("z");
        }
    }

    [Benchmark]
    public void TestSearchValues()
    {
        var sv = SearchValues.Create("!@#$%^&*()_1234567890ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz"u8);
        byte b = (byte)"z"[0];
        for (int i = 0; i < 100000000; i++)
        {
            sv.Contains(b);
        }
    }
}

從運(yùn)行結(jié)果看，有大約 5 倍的的提升：

依賴注入增強(qiáng)

在 8 之前的版本中，依賴注入寫法如下：

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);

builder.Services.AddTransient<IUser, UserA>();
 
var app = builder.Build();

app.MapGet("/user", (IUser user) =>
{
    return $"hello , {user.GetName()}";
});

app.Run();

internal interface IUser
{
    string GetName();
}
internal class UserA: IUser
{
    public string GetName() => "oec2003";
}

如果 IUser 接口有兩個(gè)實(shí)現(xiàn)，上面代碼中的寫法就只能獲取到最后一個(gè)注冊類的實(shí)例，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口多個(gè)實(shí)現(xiàn)類的注入，還需要寫一些額外的代碼，比較繁瑣。

版本 8 中添加了注入關(guān)鍵字，可以很方便實(shí)現(xiàn)，看下面代碼：

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);

builder.Services.AddKeyedSingleton<IUser, UserA>("A");
builder.Services.AddKeyedSingleton<IUser, UserB>("B");

var app = builder.Build();

app.MapGet("/user1", ([FromKeyedServices("A")] IUser user) =>
{
    return $"hello , {user?.GetName()}";
});
app.MapGet("/user2", ([FromKeyedServices("B")] IUser user) =>
{
    return $"hello , {user?.GetName()}";
});

app.Run();

internal interface IUser
{
    string GetName();
}
internal class UserA: IUser
{
    public string GetName() => "oec2003";
}
internal class UserB : IUser
{
    public string GetName() => "oec2004";
}

責(zé)任編輯：姜華來源：不止dotNET

.NET8 C#