Вышел .NET 5. И что?

Несколько недель назад вышел .NET 5. На сайте Microsoft можно найти подробный анонс со всеми изменениями, но главный вопрос для меня, как для разработчика — и что с того? Что мне с выхода пятого дотнета, как я могу его использовать, есть ли смысл переходить на новую версию прямо сейчас? На эти вопросы я постараюсь ответить дальше.

Перфоманс

Изменения в перфомансе — это самая заметная часть релиза. О них много писали на сайте Microsoft и рассказывали на .NET Conf. Давайте посмотрим внимательнее и определимся, где, насколько и за счет чего выросла производительность.

Измерения перфоманса с этого скрина основаны на бенчмарках от TechEmpower. Здесь Microsoft сравнивают результаты замеров производительности .NET 3.1 с ожидаемыми значениями для .NET 5. Стоит заметить, что это именно ожидаемые значения — реальных результатов от TechEmpower пока не было. Однако уже эти результаты выглядят впечатляюще — ускорение на 38 процентов для Plaintext, на 42 для Json и на 20 процентов в категории Fortunes (пояснения по разным типам бенчмарков вы можете найти в вики TechEmpower).

Помимо результатов бенчмарков от TechEmpower, Microsoft также рассказывает и о других улучшениях. Например, сериализация JSON стала работать на 20% быстрее, а сериализация больших коллекций и массивов ускорилась аж в три раза.

Также замеры производительности делал автор библиотеки Fusion Александр Якунин. В двух статьях на Medium он сначала измерил, насколько ускорилась работа демок его библиотеки (от 20 до 105 процентов), а затем проверил пятый .NET на нескольких синтетических бенчмарках — и также получил некоторое ускорение.

За счет чего это происходит? В первую очередь, благодаря изменениям в GC, которые привели к уменьшению количества аллокаций и ускорению сборки мусора. Кстати, все эти изменения осуществляются одновременно с переписыванием GC на C#, а значит его код становится куда доступнее, понятнее и безопаснее. Подробности можно почитать в статье от Microsoft.

Другие изменения коснулись JIT компиляции, асинхронности и многих методов базовой библиотеки. Это касается методов, относящихся к работе со строками, регулярными выражениями и, что особенно важно, с коллекциями и сериализацией. Во все той же статье приводится много примеров таких изменений, с соответствующими пулл-реквестами и бенчмарками.

Изменения в JSON сериализации выглядят особенно впечатляюще. Только посмотрите на результаты бенчмарка по сериализации больших массивов!

private MemoryStream _stream = new MemoryStream();
private DateTime[] _array = Enumerable.Range(0, 1000).Select(_ => DateTime.UtcNow).ToArray();

[Benchmark]
public Task LargeArray()
{
    _stream.Position = 0;
    return JsonSerializer.SerializeAsync(_stream, _array);
}

Коротко — пятый дотнет сильно вырос в производительности и это важнейшая часть нового релиза. Большинство стандартных веб-приложений могут ожидать прирост производительности на 20% и выше, а отдельные приложения могут и вовсе ускориться в несколько раз.

Языковое

Вместе с .NET 5 вышла и девятая версия C#. Официальную страничку с изменениями вы можете найти на сайте Microsoft, но давайте попробуем разобраться — что именно здесь стоит внимания?

Самое заметное изменение — это record-типы, позволяющие избавиться от бойлерплейта при написании DTO. Записи — это иммутабельные ссылочные типы с простым и коротким объявлением. В них по умолчанию определены методы Equals, HashCode, Copy, Clone, PrintMembers и ToString — разумеется, все они используют значения полей типа для выполнения операций. То есть Equals корректно сравнивает две записи по значениям, а не по ссылке.

Также записи поддерживают синтаксис копирования с изменением значений полей через with, например:

var person = new Person { FirstName = "Mads", LastName = "Nielsen" };
var otherPerson = person with { LastName = "Torgersen" };

Больше о применении записей вы можете почитать в блоге Владимира Хорикова и в публикации от Konrad Kokosa.

Другое важное изменение — это обновленный pattern matching. Теперь паттерны могут настраиваться по типам и операторам сравнения, причем несколько разных сравнений вы можете объединять через логические операторы. Например:

DeliveryTruck t when t.GrossWeightClass switch 
{
    < 3000 => 10.00m - 2.00m,
    >= 3000 and <= 5000 => 10.00m,
    > 5000 => 10.00m + 5.00m
}

Остальные изменения не столь заметны — они касаются верхнеуровневых программ (возможность писать короткие программы без базового класса и функции main), упрощенного синтаксиса для new (без указания типа), init-only сеттеров и прочего.

Последние изменения в новом C#, которые хотелось бы упомянуть — это расширенная поддержка для source generators. Этот функционал позволяет генерировать код при компиляции проекта и зачастую очень удобен для авторов библиотек. В новом релизе работу с генераторами кода сделали чуть проще, расширив функционал partial классов (с них сняли некоторые из старых ограничений) и добавив инициализаторы модулей (методы, которые вызываются до первого доступа к любому полю/методу модуля).
Хороший пример работы с генераторами кода вы можете найти в этой статье на Medium.

Отдельно стоит рассказать про F# 5. В новой версии языка добавилась масса классных возможностей для скриптов (например, директива для подключения nuget пакетов), slicing для более удобной работы с данными, а также улучшилась работа с quotation expressions и computation expressions. А еще сильно улучшился интероп с C# и перфоманс. Словом, новый релиз выглядит интересно и делает F# потенциально полезнее в продакшене. Полное описание всех изменений можно найти на сайте Microsoft.

Коротко — язык оброс разнообразным сахаром. Самое заметное изменение в C# 9 — это записи, но едва ли оно само по себе стоит обновления. С другой стороны, если вы будете обновлять версию дотнета по каким-то другим причинам, то у вас появится новый функционал, делающий язык чуть более мощным. Мелочь, а приятно.

Прочее

Помимо глобальных улучшений платформы Microsoft также неплохо поработали над отдельными библиотеками.

Например, в новой версии дотнета сильно улучшилась поддержка десктопа. WinForms и WPF наконец-то получили все преимущества .NET Core — классный перфоманс, упаковка всего приложения в один .exe, работа без установленного на машине дотнета и… и нет, не кроссплатформенность. Все это работает только под Windows.

Помимо прочего, для десктопной разработки под Windows также добавили нормальный визуальный дизайнер, тулинг, новые контролы и улучшенную поддержку для старых. Словом — если вы разрабатываете приложения с использованием WinForms или WPF, ваша жизнь станет лучше.

С кроссплатформенностью все осталось по-прежнему. Релиз MAUI перенесли на .NET 6, а других решений для кроссплатформенного десктопа Microsoft пока не предлагает. Так что продолжаем использользовать Авалонию (или можно обратить свое внимание на Uno Platform — перспективно выглядящий фреймворк для разработки на все и сразу).

Еще больше улучшений появилось для фулстек веб-разработки с использованием Blazor. Главное из них это улучшения производительности — Microsoft обещают, что WebAssembly версия Blazor ускорится аж в три раза. Одной из основных причин такого роста производительности стал пререндер на стороне сервера. А еще добавили ленивую подгрузку зависимостей, изоляцию CSS/JS в рамках файла, новые контролы и многое другое. В общем, если вы собирались попробовать Blazor, но все никак не доходили руки — сейчас он выглядит куда более production-ready технологией.

Из оставшихся изменений заметнее всего смотрятся те, которые призваны помочь микросервисам и работе с облачными сервисами в целом. Здесь и уменьшение размеров Docker-контейнеров, и улучшенная поддержка gRPC, и поддержка OpenAPI по умолчанию, и многое другое. Кстати, Azure полностью поддерживает .NET 5 со дня релиза.

А еще Microsoft выкатили Project Tye, который как раз является инструментом для удобного управления микросервисами. На текущий момент трудно сказать, стоит ли использовать Tye в продакшене, но обратить внимание и поиграться с ним в свободное время определенно нужно.

Коротко — Microsoft улучшили поддержку отдельных инструментов и добавили приятных фич для облака. Если вы используете WinForms, WPF или Blazor — обновиться определенно стоит.

Миграция

Давайте разберемся, насколько сложно будет мигрировать ваше приложение с .NET Core 3 на .NET 5?

Гайд по миграции от Microsoft говорит нам, что основные сложности в миграции коснутся приложений на Blazor, там произошло много ломающих изменений. Для большинства же остальных приложений понадобится просто обновить версию дотнета в application.json, файл проекта и версии зависимостей. А еще адрес докер-контейнера с .NET 5 немного отличается от соответствующего адреса для .NET 3.1:

docker pull mcr.microsoft.com/dotnet/core/aspnet:3.1
docker pull mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:5.0

Другие отзывы о миграции, которые я смог найти — например, вот этот гайд от Alexandre Malavasi и твит о миграции Fusion от Александра Якунина — тоже говорят, что миграция проходит без каких-то специфических трудностей. Я также не столкнулся с особыми проблемами, пока мигрировал свои проекты и демки на новый дотнет. В любом случае, перед миграцией на новую версию советую внимательно изучить список ломающих изменений. А еще стоит посмотреть доклад про миграцию с .NET Conf.

Итого

Подведем итоги. Стоит ли мигрировать на новый дотнет и ради чего?

Кажется, самое важное, ради чего стоит заморачиваться — это перфоманс. Ускорили практически все и достаточно заметно. Как на низком уровне — через улучшения в GC и JIT — так и на уровне отдельных частей фреймворка. Так что, если вы хотите выиграть в производительности, стоит как минимум попробовать обновить версию фреймворка и замерить, насколько ускорились основные сценарии.

Другие важные причины для миграции — это улучшения для Blazor и WPF/WinForms. Если вы используете любой из этих фреймворков, стоит попробовать перейти на .NET 5, все же изменения достаточно заметные и полезные. Однако стоит учитывать, что для Blazor миграция выйдет достаточно непростой.

C# 9 определенно не является серьезным мотивом для переезда на новый дотнет, но принесет с собой приятных обновлений синтаксиса за компанию‎. В то же время и рекорды, и паттерн матчинг добавляют много возможностей сделать код более запутанным — советую обсудить это в команде и решить, как лучше использовать (или не использовать) их в проекте.

И на этом все! Удачной миграции на новый дотнет. Оставайтесь на связи, мы вернемся с более подробными материалами про современные возможности дотнета.