【.NET 8】ASP.NET Core計劃 - 支持更完善的AOT發布

.NET7.0剛發布不久,.NET社區開始了.NET8.0的開發,重心重新回到了新功能的迭代。

我們知道在.NET7.0中一個令人激動的特新就是支持了NativeAOT,我們可以通過NativeAOT生成本機程序,由于無需JIT編譯,所以無需安裝.NET Runtime,也進一步的提升了.程序的啟動速度,降低了程序的體積,在客戶端軟件開發、ServerLess等場景會有不錯的前景。關于NativeAOT發布的詳情可以點下方鏈接:
https://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/core/deploying/native-aot/

作為地表最強的.NET WEB服務器ASP.NET Core,自然也是支持NativeAOT編譯,而今天就是為大家介紹關于.NET8.0中ASP.NET Core中計劃的一些NativeAOT改進。

概述

.NET 7引入了對將.NET控制臺項目作為本地AOT發布的支持,產生了一個獨立的、針對平臺的可執行文件,沒有任何運行時JIT。本地AOT應用程序啟動非?？?而且使用的內存更少。該應用程序可以被部署到沒有安裝任何.NET運行時的機器或容器中。在.NET 8中,我們將把對本地AOT的支持擴展到ASP.NET Core,首先是以云為重點,用最小的API構建的API應用程序,滿足關于發布文件大小、啟動時間、工作集和吞吐性能的期望。

范圍

如前所述,.NET8.0的主要重點是使用Minimal APIs實現ASP.NET Core API應用程序的本地AOT發布。這里的 "支持本地AOT"是指確保項目能夠通過<PublishAOT>項目屬性啟用本地AOT發布,并且由此產生的開發經驗能夠引導開發人員制作本地AOT發布的應用程序,而不會出現構建、發布或運行時警告和錯誤。這意味著ASP.NET Core和.NET的大多數基礎功能領域都需要更新,以支持本地AOT,包括:

• 托管API,包括WebApplication,等等。
• Kestrel HTTP服務器
• 配置和選項
• 日志
• 依賴性注入
• 通用中間件
• 認證和授權
• 最低限度的API
• 健康檢查
• 用ADO.NET進行數據訪問(SQLite和PostgreSQL為主要目標)
• 支持OpenAPI
• 可觀測性和診斷

此外,作為一個次要目標,我們將在實現以下功能領域的NativeAOT發布方面取得進展:

• gRPC
• SignalR
• MVC Web APIs
• Entity Framework

以下功能領域暫時不在NativeAOT支持的范圍內:

• MVC視圖和Razor頁面
• Blazor服務器

開發經驗原則

本地AOT有一些限制,這意味著在發布本地AOT時不支持.NET中的某些API和代碼模式。這些包括依賴運行時JIT的功能,如動態代碼生成和編譯、匯編加載等,以及導致代碼被本地AOT編譯過程修剪掉的模式,這些都是執行應用程序所需要的,導致運行時失敗。

在為ASP.NET Core增加對本地AOT的支持時,我們必須確保開發體驗是這樣的:開發人員可以合理地確定他們的應用程序在發布為本地AOT后將如何運行。如果當前的API和功能的設計方式與原生AOT不兼容,我們將利用包括源碼生成器、分析器和代碼修復器在內的工具,讓現有的API與NativeAOT協同工作,或者讓開發者以合理的方式更新他們的應用程序與NativeAOT協同工作。

階段

階段 1

這項工作的第一階段是使用新的項目模板創建ASP.NET Core API項目,啟用本地AOT,可以在沒有任何警告或錯誤的情況下構建、發布和運行,并且滿足可執行文件大小、啟動時間、工作集和吞吐量的定義指標。

度量目標

這些指標主要以Linux為重點,因為它是主要的部署目標,但Windows和macOS上的大小仍將被跟蹤,并與這些目標保持一致,因為在候選平臺調查期間,它往往有助于感知。

• 10MB的可執行文件大小
• <50毫秒的啟動時間(準備接受第一個請求)。
• <50 MB的工作集內存足跡(準備接受第一個請求)。
• <50 MB的工作集內存占用(處理完負載測試)。
• 在Citrine perf環境下,默認CoreCLR RPS的5%以內

這里的 "默認"是指與基于CoreCLR的應用程序部署的默認配置相比,例如包括分層JIT。

階段 2

第二階段建立在第一階段的基礎上,使更多的"真實世界"的ASP.NET Core API應用程序成為本地AOT發布。這些應用程序將使用更多通常與在云環境中運行API應用程序有關的功能,包括AuthN/Z、數據訪問、OpenTelemetry等。TrimmedTodo API應用程序將作為這種應用程序的最初例子。

度量目標

這些主要是以Linux為重點,因為這是主要的部署目標,但在Windows和macOS上的大小仍將被跟蹤,并與這些目標保持一致,因為它往往有助于在候選平臺調查中的感知。

• 20MB的可執行文件大小
• <150毫秒的啟動時間(準備接受第一個請求)。
• <60 MB工作集內存占用(準備接受第一個請求)。
• <60 MB的工作集內存占用(處理完負載測試)。
• RPS在Citrine性能環境中的目標待定

總結

我們從.NET社區最新的計劃可以看出,ASP.NET Core將繼續在云原生場景發力,通過支持NativeAOT來降低可執行文件大小、縮短啟動時間降低內存占用,筆者本人是非常期待這樣的更新,在之前筆者的文章AOT和單文件發布對程序性能的影響中測試了.NET6.0時代ASP.NET Core AOT的的一些數據,后面.NET8.0發布以后期待它的改進。

以下是.NET6.0 ASP.NET Core AOT的數據:

Github對應鏈接:https://github.com/dotnet/aspnetcore/issues/45910