net8 正式發布， c#12 新變化

雖然 8 又帶來了很多方面的增強，比如：人工智慧、雲原生、性能、native aot 等，但我還是最關注 c# 語言和一些框架層面的變化，下面居間下 c# 12 和框架中的我認為比較實用的新增功能。

在 .net conf 2023 大會上，.net 8 正式發布了，.net 8 是一個長期支持（lts）版本，這意味著可以獲得三年的支持和補丁。我們也計劃將框架從 .net core3.1 升級到 8 ，關於如何升級等升級完成後再來分享。

要使用 .net 8 ，需要安裝相關的 sdk，可以在這個地址進行下載：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，比如：人工智慧、雲原生、性能、native aot 等，但我還是最關注 c# 語言和一些框架層面的變化，下面居間下 c# 12 和框架中的我認為比較實用的新增功能，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

其他類型的內置支持

可以對附加類型：half、int128、uint128 進行序列化，在 .net 7 中對這些類型序列化時不會報錯，但內容不能正常獲取。
可以對 readonlymemory、memory 類型進行序列化。
當 t 的類型為 byte 時，序列化結果為 base64，否則為 json 數組。

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

接口層次結構

IDerived value = new DerivedImplement { Base = 0, Derived = 1 };
Console.WriteLine(JsonSerializer.Serialize(value));
//输出：{"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 接口後，就擁有兩個屬性了。

在之前的版本（3.1、6、7）中使用包含兩個屬性的接口 iderived 來接收對象的實例化，然後進行序列化，得到的結果只有：{derived":1} ，繼承過來的屬性 base 不能被識別。

在 8 中得到了改進，可以得到期望的結果，值得注意的是，如果之前使用了變通方式來進行處理，升級後需要有針對性進行測試和調整。

命名策略

下圖是 8 中序列化時對命名策略的支持：

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：小寫下劃線，例如：user_name。
snakecaseupper：大寫下劃線，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; }
}

結果如下：

調用 api 直接獲取到對象

現在有一個接口返回如下圖中的數據：

如果是在 8 以前的版本中獲取該接口的數據，需要先獲取到接口內容，然後進行反序列化，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 中可以直接調用 getfromjsonasasyncenumerable 方法直接得到對象，無需進行反序列化：

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);

上面兩種代碼的結果一樣，如下圖：

隨機數增強

在 8 中對隨機數類 random 提供了 getitems() 方法，可以根據指定的數量在提供的一個集合中隨機抽取數據項生成一個新的集合：

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

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

//输出：["Black","Green","Blue","Blue","Green","Blue","Green","Black","Green","Blue"]
//每次都会不一样
Console.ReadKey();

通過 random 提供的 shuffle() 方法，可以將一個集合中的數據項的順序打亂：

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，这两个类型在 System.Collections.Frozen 命名空间下，创建这两种类型的集合后，就不允许对键和值进行任何更改，因此可以实现更快的读取操作。

下面是使用 benchmarkdotnet 對 frozendictionary 和 dictionary 進行測試的代碼：

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 _);
        }
    }
}

從測試結果看，效果還是很明顯的：

新增的 System.Buffers.SearchValues类，可以用来进行字符串的查找和匹配，相比较 string 类型的操作，性能有大幅提升，下面还是用 BenchmarkDotNet 进行测试：

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);
        }
    }
}

從運行結果看，有大約 5 倍的的提升：

依賴注入增強

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 接口有兩個實現，上面代碼中的寫法就只能獲取到最後一個註冊類的實例，要實現一個接口多個實現類的注入，還需要寫一些額外的代碼，比較繁瑣。

版本 8 中添加了注入關鍵字，可以很方便實現，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";
}

net8 正式發布， c#12 新變化

序列化增強

其他類型的內置支持

接口層次結構

命名策略

調用 api 直接獲取到對象

隨機數增強

新增的提高性能的類型

依賴注入增強

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