性能是.NET Core的一个关键特性

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关键要点

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• .NET Core是跨平台的，可运行在Windows、Linux、Mac OS X和更多平台上；与.NET相比，发布周期要短得多。大多数.NET Core 都是通过NuGet软件包交付的，可以很容易地发布和升级。\u0026#xD;

• 更快速的发布周期对性能提升工作以及改进诸如SortedSet和LINQ . tolist()方法等语言结构性能的大量工作都有着特别的帮助。\u0026#xD;

• 通过引入了System.ValueTuple和Span这样的类型，更快的周期和更容易的升级也为迭代改进 .NET Core性能的新想法带来了机会。\u0026#xD;

• 这些改进之后可以反馈到完整的 .NET 框架中。\u0026#xD;

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随着.NET Core2.0的发布，微软有了下一个主要版本的通用目标，模块化、跨平台和开源平台最初发布于2016年。.NET Core 已经创建了许多api，这些api可以在.NET 框架的当前版本中使用。它最初是为下一代ASP.NET创建的解决方案，但现在是驱动、是许多其他场景的基础，包括物联网、云和下一代移动解决方案。在本系列中，我们将探讨一些.NET Core的好处，以及它如何不仅能让传统的.NET开发人员受益，还能让所有需要为市场带来健壮、高性能和经济解决方案的技术人员受益。

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现在，.NET Core正在路上，微软和开源社区可以在框架的新特性和增强上进行更快速的迭代。在.NET Core中，性能是持续关注的一个领域: .NET Core在执行速度和内存分配方面都带来了许多优化。

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在这篇文章中，我们将讨论一些优化，以及如何在以后的性能工作中更多地使用连续流或Span\u0026lt;T\u0026gt;，为我们的开发人员生活带来帮助。

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.NET 和.NET Core

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在深入研究之前，让我们先看看完整的.NET框架(为方便起见我们称之为.NET)和.NET Core之间的主要区别。为了简化问题，让我们假设两个框架都遵循.NET标准，它本质上是一个规范，定义了所有.NET的基类库基线。这使得两个世界非常相似，除了两个主要的区别:

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首先，.NET主要是在Windows上的，而.NET Core是跨平台的，可运行在Windows、Linux、Mac OS X和更多平台上。第二，发布周期非常不同。.NET作为一个完整的框架安装程序，它是系统范围的，通常是Windows安装的一部分，使发布周期更长。对于.NET Core，在一个系统上可以有多个.NET Core安装，而且没有长时间的发布周期:大多数.NET Core是以NuGet包交付的，可以轻松地发布和升级。

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最大的优点是.NET Core世界可以更快地迭代并文学地尝试新概念，并最终将它们反馈到完整的.NET框架中，作为未来.NET标准的一部分。

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经常(但不总是)，.NET Core的新特性是由c#语言设计驱动的。因为框架可以更快地进化，语言也可以。一个快速发布周期和性能增强的主要例子是System.ValueTuple。c#和VB.NET 15引入了“值元组”，这很容易添加到.NET Core，因为更快的发布周期，并且针对完整的.NET 4.5.2和更早的版本，可以作为一个NuGet包用于完整的.NET，在.NET 4.7中也可以仅成为完整的.NET框架的一部分。

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现在让我们来看看其中的一些性能和内存改进。

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.NET Core的性能改进

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.NET Core工作的优点之一是，许多东西要么需要重新构建，要么需要从完整的.NET框架中移植。让所有的内部构件在flux中运行一段时间，再加上快速发布周期，提供了一个在代码中进行一些性能改进的机会，以前，这些性能改进几乎被认为是“不要碰，它刚刚正常工作！“。

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让我们从SortedSet和它的Min和Max的实现开始。SortedSet是通过利用自平衡树结构，以有序顺序维护的对象集合。在此之前，从该集合中获取最小或最大对象需要向下遍历树(或向上)，调用每个元素的委托，并将返回值设置为当前元素的最小值或最大值，最终到达树的顶部或底部。调用该委托并传递对象意味着有相当多的开销。直到有一个开发人员看到了这棵树，并删除了不需要的委托调用，因为它没有提供任何值。他自己的基准测试显示有30%-50%的性能提升。

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另一个很好的例子是在LINQ中，在常用的. tolist()方法中更具体。大多数LINQ方法在IEnumerable上作为扩展方法操作，以提供查询、排序和诸如. tolist()之类的方法。通过这样做，我们不必关心底层IEnumerable的实现，只要 能够遍历它就行了。

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缺点是，当调用. tolist()时，我们不知道要创建的列表的大小，只枚举enumerable中的所有对象，这把即将返回的列表的大小增加了一倍。这有点愚蠢，因为它潜在地浪费了内存(和CPU周期)。因此，如果底层IEnumerable实际上是具有已知大小的列表或数组，那么就会更改为创建一个已知大小的列表或数组。来自.NET团队的基准测试显示，这些数据的吞吐量增加了4倍。

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当查看GitHub上CoreFX实验室存储库中的pull请求时，我们可以看到微软和社区都做出了大量的性能改进。因为.NET Core是开源的，你也可以提供性能修正。其中大多数都是：对.NET中的现有类进行修复。但还有更多：.NET Core还介绍了一些关于性能和内存的新概念，这些概念不仅仅是修复这些现有的类。让我们来看看本文其余部分的内容。

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减少使用System.ValueTuple的分配

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假设我们想从一个方法返回多个值。以前，我们要么使用out参数，这让人用起来非常不爽，而且在编写async方法时也不支持。另一种选择是使用System.Tuple作为返回类型，但它分配了一个对象，并且具有相当不友好的属性名称(Item1, Item2，…)。第三种选择是使用特定类型或匿名类型，但是在编写代码时这种做法会引入开销，因为我们需要定义类型，而且如果我们需要的是嵌入在该对象中的值，它也会造成不必要的内存分配。

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遇到元组返回类型，由System.ValueTuple支持。c# 7和VB.NET 15添加了一个语言特性，可以从一个方法返回多个值。下面是之前和之后的示例：

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\u0026#xD;//之前：\u0026#xD;private Tuple\u0026lt;string, int\u0026gt; GetNameAndAge()\u0026#xD;{\u0026#xD;  return new Tuple\u0026lt;string, int\u0026gt;(\"Maarten\