Real天下::码农频道

一、前言

NativeAOT是.NET7的新特性，可以将.NET代码编译成操作系统原生的应用程序或者类库运行，不依赖.NET运行环境。自从它面世以来在.NET圈子内一直颇受关注，跃跃欲试的人当中自然也包括了区区在下。观望了一年多，今天我终于出手，浅尝了一下传说中的.NET NativeAOT。

二、开发环境

开头必是搭建开发环境，准确来说应该是编译环境才算比较准确。因为NativeAOT有个臭脾气——不能跨平台编译。编译windows应用必须在windows环境下；编译linux应用必须在linux环境下；编译osx应用必须在mac环境下。否则，立马会给你脸色看：Cross-OS native compilation is not supported.

但，这难不倒在下，以上的操作系统俺都有！

1、MacOS

Mac是我的主力开发系统，Visual Studio For Mac早就是最新的Stable版本。因此，上手非常顺利。随便创建一个输出“Hello World”的.NET7控制台项目，然后，修改*.csproj文件，加上<PublishAot>true</PublishAot>就完事了。编译也相当顺利，跑完一下脚本命令。

dotnet publish DemoAot.csproj -o $PWD/pub -c Release -r osx-x64

10秒钟后，一个大小8M的AOT应用程序就出炉了。测运行了一下，还真能跑出“Hello World”。

2、Linux

我的编译环境是Debian11的虚拟机，安装好.NET7 SDK后。同样跑了一下上面的脚本：

dotnet publish DemoAot.csproj -o $PWD/pub -c Release -r linux-x64

出现了报错，提示缺少了clang编译库。那么按照官方指示安装上

apt-get install clang zlib1g-dev

再跑发布脚本，出来了一个10M左右的执行文件。按照网上的办法给工程文件（*.csproj），加上`<StripSymbols>true</StripSymbols>可以裁剪发布文件的大小，对Linux比较有效。果然加上之后文件大小变成了3.77M。

3、Windows

windows环境下的编译发布，似乎比上述两个都要麻烦一些。首先，即使已经安装了Visual Studio 2022还不够，还要安装C++做面开发环境（对于大多数只写C#的开发者，一般这都不会装这个的）。

为了体验NativeAOT，我也只能重新打开VS的installer跑了4-5个小时，终于把这东西下载安装好了。然后，马不停蹄跑了一下发布脚本。很快，一个for windows的exe执行文件就被生成出来了，大小只有2.5M左右。比前面两个系统发布的文件都要小一些。

dotnet publish DemoAot.csproj -o pub\ -c Release -r win-x64

三、应用实战

上面用“Hello World”应用跑通了NativeAOT的编译环境，那么接下来，就要挑战一下复杂一些的应用，看看NativeAOT是否能够经得住实战的考验，可以成为技术开发的首选方案。

1、控制台应用

我们还是从控制台应用开始，当然接下来的肯定不是简单的输出“Hello World”这样的应用了，而是有使用功能的。

比如，这个StockMonitor，是很久之前用.NET Core3.1开发的一个小应用。主要功能是HttpClient抓取每日股票数据，整理发送到LeanCloud的对象存储服务中，然后从LeanCloud读取一段时间的数据进行分析，给出买入卖出建议。项目主要用到的库有这个几个：

LeanCloud SDK（Common、Storage、Standard）
Newtonsoft.Json
System.Net
System.Text.Encoding.CodePages

照例，我们把工程文件改造一番：

  <PropertyGroup>
    <OutputType>Exe</OutputType>
    <TargetFramework>net7.0</TargetFramework>
	<LangVersion>latest</LangVersion>
	<SatelliteResourceLanguages>en</SatelliteResourceLanguages>
	<RuntimeIdentifiers>linux-x64</RuntimeIdentifiers>
	<_IsPortable>true</_IsPortable>
    <PublishAot>true</PublishAot>
    <StripSymbols>true</StripSymbols>
  </PropertyGroup>

然后脚本编译发布

dotnet publish StockMonitor.csproj -o $PWD/pub -c Release -r osx-x64

居然非常的顺利，应用发布成功了！没有改任何代码。那么，试一下能否执行吧。

./StockMonitor fetch sh000001

./StockMonitor fetch sh000001 Start StockMonitor... Run fetch-sh000001... 上证指数时间： 7/4/2023 12:05:00 PM

昨收： 3243.98 今开： 3241.23 当前： 3246.13 涨幅： 0.07%

太好了，也成功了！不过执行文件的Size涨到了67M，先不管它，肯定还是有办法做裁剪的。听说换成.NET8就可以将NativeAOT编译文件减半。

2、WebAPI

一系列的成功，让我对NativeAOT的信心瞬间膨胀了起来。下面开始挑战WebAPI应用，整个ASP.NET的Web框架都引入过来，会有奇迹发生吗？

创建一个简单的WebAPI项目，使用最简单的MiniAPI，做了一个API方法“weatherforecast”。

var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);

var app = builder.Build();

app.UseHttpsRedirection();

var summaries = new[]
{
    "Freezing", "Bracing", "Chilly", "Cool", "Mild", "Warm", "Balmy", "Hot", "Sweltering", "Scorching"
};

app.MapGet("/weatherforecast", () =>
{
var forecast = Enumerable.Range(1, 5).Select(index =>
   new WeatherForecast
   (
       DateTime.Now.AddDays(index),
       Random.Shared.Next(-20, 55),
       summaries[Random.Shared.Next(summaries.Length)]
   ))
    .ToArray();
return forecast;
})
.WithName("GetWeatherForecast");

app.Run();

internal record WeatherForecast(DateTime Date, int TemperatureC, string? Summary)
{
    public int TemperatureF => 32 + (int)(TemperatureC / 0.5556);
}

编译发布，也是成功的，exe执行文件大小25M。
双击打开运行，表面看起来是跑起来了。但是，打开浏览器访问API接口，报错便随之而来了。看起来是System.Text.Json序列化出了问题，试验宣告失败！
当然，还有改进的可能，譬如将Json库换成Newtonsoft.Json说不定能够迈过这个坑呢？等下次有机会再试一试吧。

四、总结

NativeAOT是初衷非常好的，让C#语言可适用的疆界做了一次扩展以及重定义，虽然目前看来还有很多不成熟的地方。相信在将来.NET8、.NET9可能得到很好的解决，最终可以跟C++、Go、Rust这些原生应用领域的编译语言一较高下。
鉴于目前的NativeAOT使用的限制还是比较多的，因此能够开发的应用类型还是比较少的，因此开发一些小工具小应用能够胜任，但是并不建议企业商用项目使用，否者将会是个无底深坑。
让NativeAOT再飞一会吧！

参考资料

https://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/core/deploying/native-aot/?tabs=net7

https://www.netnr.com/home/list/185

浅尝.NET7 NativeAOT