.NET 8.0 中有哪些新的變化？

1性能提升

.NET 8在整個堆棧中帶來了數千項性能改進。默認情況下會啓用一種名爲動態配置文件引導優化 (PGO) 的新代碼生成器，它可以根據實際使用情況優化代碼，並且可以將應用程序的性能提高高達 20%。現在支持的 AVX-512 指令集能夠對 512 位數據向量執行並行操作，這意味着可以在更短的時間內處理更多的數據。原始類型（數字及其他類型）現在實現了新的可格式化和可解析接口，這使它們能夠直接格式化和解析爲 UTF-8，而無需任何轉碼開銷。

2.NET Aspire

.NET Aspire 是一個用於使用 .NET 構建彈性、可觀察和可配置的雲原生應用程序的堆棧。它包括一組針對雲原生而增強的精選組件，默認情況下包括遙測、彈性、配置和運行狀況檢查。結合複雜而簡單的本地開發人員體驗，.NET Aspire 可以在第 1 天和第 100 天輕鬆發現、獲取和配置雲原生應用程序的基本依賴項。

點擊這裏查看.NET Aspire的預覽版本。

3.NET 8 容器增強功能 – 更安全、更緊湊、更高效

使用 .NET 比以往更輕鬆、更安全地使用容器打包應用程序。每個 .NET 映像都包含一個非 root 用戶，從而通過單行配置啓用更安全的容器。.NET SDK 工具無需 Dockerfile 即可發佈容器映像，並且默認情況下是非 root 的。由於 .NET 基礎映像更小，因此可以更快地部署容器化應用程序 - 包括我們映像的新實驗變體，這些變體可爲本機 AOT 提供真正最小的應用程序大小。選擇使用新的 Chiseled Ubuntu 映像變體進行更多安全強化，以進一步減少攻擊面。使用 Dockerfile 或 SDK 工具，爲任何架構構建應用程序和容器映像。

4原生 AoT – 邁向更高密度可持續計算的旅程

無需等待 JIT（即時）編譯器在運行時編譯代碼。無需部署JIT編譯器和IL代碼。AOT 應用程序僅部署應用程序所需的代碼。應用程序現在可以在不允許使用 JIT 編譯器的受限環境中運行。

5人工智能 – 將 AI 融入您的 .NET 應用程序

生成式人工智能和大型語言模型正在改變人工智能領域，使開發人員能夠在其應用程序中創建獨特的人工智能體驗。.NET 8 可以通過 .NET SDK 中一流的開箱即用 AI 功能以及與多種工具的無縫集成來輕鬆利用 AI。

.NET 8 爲該庫帶來了多項增強功能，以提高其與生成式 AI 工作負載的兼容性，例如集成 Tensor Primitives。隨着人工智能應用程序的興起，新的工具和 SDK 出現了。我們與衆多內部和外部合作伙伴合作，例如Azure OpenAI、Azure Cognitive Search、Milvus、Qdrant和Microsoft Teams，以確保 .NET 開發人員可以通過各自的 SDK 輕鬆訪問各種 AI 模型、服務和平臺。此外，開源語義內核SDK 簡化了這些 AI 組件與新的和現有應用程序的集成，以幫助您提供創新的用戶體驗。System.Numerics

現在提供各種示例和參考模板，展示模式和實踐，以便開發人員輕鬆入門：

6Blazor – 使用 .NET 構建全棧 Web 應用程序

.NET 8 中的 Blazor 可以同時使用服務器和客戶端來處理您的所有 Web UI 需求。這是全棧 Web UI！通過專注於優化頁面加載時間、可擴展性和提升用戶體驗的多項新增強功能，開發人員現在可以在同一應用程序中使用Blazor Server 和 Blazor WebAssembly，在運行時自動將用戶從服務器轉移到客戶端。得益於新的基於“Jiterpreter”的運行時和新的內置組件，您的 .NET 代碼在 WebAssembly 上的運行速度顯着加快。作爲增強.NET 8 中整體身份驗證、授權和身份管理的一部分，Blazor 現在支持生成完整的基於 Blazor 的身份 UI。

7.NET MAUI – 提升性能、可靠性和開發人員體驗

.NET MAUI 提供單一項目系統和單一代碼庫來構建 WinUI、Mac Catalyst、iOS 和 Android 應用程序。本機 AOT（實驗性）現在支持針對類似 iOS 的平臺。適用於 .NET MAUI 的新 Visual Studio Code 擴展爲您提供了開發跨平臺 .NET 移動和桌面應用程序所需的工具。現在支持 Xcode 15 和 Android API 34，允許您瞄準最新版本的 iOS 和 Android。在性能、控件和 UI 元素以及特定於平臺的行爲方面進行了大量的質量改進，例如桌面交互添加了更好的點擊處理、鍵盤偵聽器等。

8 C# 12 功能 – 簡化語法以提高開發人員的工作效率

C# 12 讓您的編碼體驗更加高效和愉快。現在，您可以使用簡單而優雅的語法在任何類和結構中創建主構造函數。不再需要樣板代碼來初始化您的字段和屬性。使用簡潔且富有表現力的語法創建數組、跨度和其他集合類型時會感到高興。對 lambda 表達式中的參數使用新的默認值。不再需要重載或空檢查來處理可選參數。您甚至可以使用usingalias 指令爲任何類型添加別名，而不僅僅是命名類型！

8.1集合表達式

在 C# 12 之前，創建集合需要針對不同場景使用不同的語法。初始化所需的與or不同的語法。以下是創建集合的幾種方法：List<int>int[]Span<int>

int[] x1 = new int[] { 1, 2, 3, 4 };
int[] x2 = Array.Empty<int>();
WriteByteArray(new[] { (byte)1, (byte)2, (byte)3 });
List<int> x4 = new() { 1, 2, 3, 4 };
Span<DateTime> dates = stackalloc DateTime[] { GetDate(0), GetDate(1) };
WriteByteSpan(stackalloc[] { (byte)1, (byte)2, (byte)3 });

8.2任何類或結構上的主構造函數

C# 12 擴展了主構造函數以適用於所有類和結構，而不僅僅是記錄。主構造函數允許在聲明類時定義構造函數參數：

public class BankAccount(string accountID, string owner)
{
    public string AccountID { get; } = accountID;
    public string Owner { get; } = owner;

    public override string ToString() => $"Account ID: {AccountID}, Owner: {Owner}";
}

主構造函數參數最常見的用途是：

作爲 base() 構造函數調用的參數。
初始化成員字段或屬性。
在實例成員中引用構造函數參數。
刪除依賴注入中的樣板。

8.3別名任意類型

別名類型是從代碼中刪除複雜類型簽名的便捷方法。using從 C# 12 開始，其他類型在別名指令中有效。例如，這些別名在早期版本的 C# 中無效：

using intArray = int[]; // Array types.
using Point = (int x, int y);  // Tuple type
using unsafe ArrayPtr = int*;  // Pointer type (requires "unsafe")

8.4默認 lambda 參數

從 C# 12 開始，您可以在 lambda 表達式中聲明默認參數：

var IncrementBy = (int source, int increment = 1) => source + increment;

Console.WriteLine(IncrementBy(5)); // 6
Console.WriteLine(IncrementBy(5, 2)); // 7

8.5內聯數組

運行時團隊和其他庫作者使用內聯數組來提高應用的性能。內聯數組使開發人員能夠創建固定大小的 struct 類型數組。具有內聯緩衝區的結構應提供類似於不安全的固定大小緩衝區的性能特徵。你可能不會聲明自己的內聯數組，但當它們從運行時 API 作爲 System.Span<T> 或 System.ReadOnlySpan<T> 對象公開時，你將透明地使用這些數組。

[System.Runtime.CompilerServices.InlineArray(10)]
public struct Buffer
{
    private int _element0;
}

它們的用法與任何其他數組類似：

var buffer = new Buffer();
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    buffer[i] = i;
}

foreach (var i in buffer)
{
    Console.WriteLine(i);
}

區別在於編譯器可以利用有關內聯數組的已知信息。你可能會像使用任何其他數組一樣使用內聯數組。有關如何聲明內聯數組的詳細信息，請參閱有關 struct 類型的語言參考。

9.反射改進

.NET 5 中引入了函數指針，但當時未添加對反射的相應支持。對函數指針使用 typeof 或反射時（例如分別使用 typeof(delegate*<void>()) 或 FieldInfo.FieldType），返回了 IntPtr。從 .NET 8 開始，將改爲返回 System.Type 對象。此類型提供對函數指針元數據的訪問，包括調用約定、返回類型和參數。

新功能目前僅在 CoreCLR 運行時和 MetadataLoadContext 中實現。已將新的 API 添加到 System.Type（例如 IsFunctionPointer）以及 System.Reflection.PropertyInfo、System.Reflection.FieldInfo 和 System.Reflection.ParameterInfo。以下代碼演示如何使用一些新 API 進行反射。

// Sample class that contains a function pointer field.
public unsafe class UClass
{
    public delegate* unmanaged[Cdecl, SuppressGCTransition]<in int, void> _fp;
}

// ...

FieldInfo fieldInfo = typeof(UClass).GetField(nameof(UClass._fp));

// Obtain the function pointer type from a field.
Type fpType = fieldInfo.FieldType;

// New methods to determine if a type is a function pointer.
Console.WriteLine($"IsFunctionPointer: {fpType.IsFunctionPointer}");
Console.WriteLine($"IsUnmanagedFunctionPointer: {fpType.IsUnmanagedFunctionPointer}");

// New methods to obtain the return and parameter types.
Console.WriteLine($"Return type: {fpType.GetFunctionPointerReturnType()}");

foreach (Type parameterType in fpType.GetFunctionPointerParameterTypes())
{
    Console.WriteLine($"Parameter type: {parameterType}");
}

// Access to custom modifiers and calling conventions requires a "modified type".
Type modifiedType = fieldInfo.GetModifiedFieldType();

// A modified type forwards most members to its underlying type.
Type normalType = modifiedType.UnderlyingSystemType;

// New method to obtain the calling conventions.
foreach (Type callConv in modifiedType.GetFunctionPointerCallingConventions())
{
    Console.WriteLine($"Calling convention: {callConv}");
}

// New method to obtain the custom modifiers.
foreach (Type modreq in modifiedType.GetFunctionPointerParameterTypes()[0].GetRequiredCustomModifiers())
{
    Console.WriteLine($"Required modifier for first parameter: {modreq}");
}

輸出：

IsFunctionPointer: True
IsUnmanagedFunctionPointer: True
Return type: System.Void
Parameter type: System.Int32&
Calling convention: System.Runtime.CompilerServices.CallConvSuppressGCTransition
Calling convention: System.Runtime.CompilerServices.CallConvCdecl
Required modifier for first parameter: System.Runtime.InteropServices.InAttribute

10.配置綁定源生成器

.NET 8 引入了一個源生成器，用於在 ASP.NET Core 中提供 AOT 和適合剪裁的配置。該生成器是現有的基於反射的實現的替代方法。

源生成器探測 Configure(TOptions)、Bind 和 Get 調用來從中檢索類型信息。在項目中啓用生成器後，編譯器將隱式選擇生成的方法，而非預先存在的基於反射的框架實現。

無需更改源代碼即可使用生成器。 AOT Web 應用中默認啓用該生成器。對於其他項目類型，源生成器默認關閉，但你可通過在項目文件中將 EnableConfigurationBindingGenerator 屬性設置爲 true 來選擇使用它：

<PropertyGroup>
    <EnableConfigurationBindingGenerator>true</EnableConfigurationBindingGenerator>
</PropertyGroup>

以下代碼演示了調用綁定器的示例：

using Microsoft.AspNetCore.Builder;
using Microsoft.Extensions.Configuration;
using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;

WebApplicationBuilder builder = WebApplication.CreateBuilder(args);
IConfigurationSection section = builder.Configuration.GetSection("MyOptions");

// !! Configure call - to be replaced with source-gen'd implementation
builder.Services.Configure<MyOptions>(section);

// !! Get call - to be replaced with source-gen'd implementation
MyOptions options0 = section.Get<MyOptions>();

// !! Bind call - to be replaced with source-gen'd implementation
MyOptions options1 = new MyOptions();
section.Bind(options1);

WebApplication app = builder.Build();
app.MapGet("/", () => "Hello World!");
app.Run();

public class MyOptions
{
    public int A { get; set; }
    public string S { get; set; }
    public byte[] Data { get; set; }
    public Dictionary<string, string> Values { get; set; }
    public List<MyClass> Values2 { get; set; }
}

public class MyClass
{
    public int SomethingElse { get; set; }
}

11.針對 Android 應用的 AOT 編譯

爲了減小應用大小，面向 Android 的 .NET 和 .NET MAUI 應用在發佈模式下構建時使用分析的預先 (AOT) 編譯模式。與常規 AOT 編譯相比，分析的 AOT 編譯所影響的方法更少。 .NET 8 引入了 <AndroidStripILAfterAOT> 屬性，你可使用它進一步對 Android 應用進行 AOT 編譯，從而更進一步減少應用大小。

<PropertyGroup>
  <AndroidStripILAfterAOT>true</AndroidStripILAfterAOT>
</PropertyGroup>

默認情況下，將 AndroidStripILAfterAOT 設置爲 true 會替代默認的 AndroidEnableProfiledAot 設置，從而允許剪裁已 AOT 編譯的（幾乎）所有方法。還可通過將兩個屬性都顯式設置爲 true 來結合使用分析的 AOT 和 IL 條帶化：

<PropertyGroup>
  <AndroidStripILAfterAOT>true</AndroidStripILAfterAOT>
  <AndroidEnableProfiledAot>true</AndroidEnableProfiledAot>
</PropertyGroup>

12.代碼分析

.NET 8 包括幾個新的代碼分析器和修復程序，可幫助驗證是否正確且高效地使用 .NET 庫 API。下表總結了新的分析器。

規則 ID	類別	說明
CA1856	性能	未在參數上正確應用 ConstantExpectedAttribute 屬性時觸發。
CA1857	性能	當參數使用 ConstantExpectedAttribute 添加批註但提供的參數不是常量時觸發。
CA1858	性能	若要確定字符串是否以給定前綴開頭，最好調用 String.StartsWith，而不是調用 String.IndexOf，然後將結果與零進行比較。
CA1859	性能	此規則建議儘可能將特定局部變量、字段、屬性、方法參數和方法返回類型從接口或抽象類型升級到具體類型。使用具體類型可生成更高質量的代碼。
CA1860	性能	若要確定集合類型是否具有任何元素，最好使用 Length、Count 或 IsEmpty，而不是調用 Enumerable.Any。
CA1861	性能	重複調用時，不會重複使用作爲參數傳遞的常量數組，這意味着每次都會創建一個新數組。若要提高性能，請考慮將數組提取到靜態只讀字段。
CA1865-CA1867	性能	對於單字符串，char 重載的性能更好。
CA2021	可靠性	Enumerable.Cast(IEnumerable) 和 Enumerable.OfType(IEnumerable) 需要兼容的類型才能正常運行。泛型類型不支持擴大轉換和用戶定義的轉換。
CA1510-CA1513	可維護性	在構造新的異常實例方面，引發幫助程序比 if 塊更簡單、更高效。這四個分析器是爲以下例外情況創建的：ArgumentNullException、ArgumentException、ArgumentOutOfRangeException 和 ObjectDisposedException。

13.Core .NET 庫

13.1時間抽象

新的 TimeProvider 類和 ITimer 接口添加了時間抽象功能，讓你可以在測試方案中模擬時間。此外，還可以使用時間抽象，通過 Task.Delay 和 Task.WaitAsync 來模擬依賴於時間進度的 Task 操作。時間抽象支持以下基本時間操作：

檢索本地和 UTC 時間
獲取用於測量性能的時間戳
創建計時器

以下代碼片段演示了一些使用情況示例。

// Get system time.
DateTimeOffset utcNow = TimeProvider.System.GetUtcNow();
DateTimeOffset localNow = TimeProvider.System.GetLocalNow();

// Create a time provider that works with a
// time zone that's different than the local time zone.
private class ZonedTimeProvider : TimeProvider
{
    private TimeZoneInfo _zoneInfo;

    public ZonedTimeProvider(TimeZoneInfo zoneInfo) : base()
    {
        _zoneInfo = zoneInfo ?? TimeZoneInfo.Local;
    }

    public override TimeZoneInfo LocalTimeZone => _zoneInfo;

    public static TimeProvider FromLocalTimeZone(TimeZoneInfo zoneInfo) =>
        new ZonedTimeProvider(zoneInfo);
}

// Create a timer using a time provider.
ITimer timer = timeProvider.CreateTimer(callBack, state, delay, Timeout.InfiniteTimeSpan);

// Measure a period using the system time provider.
long providerTimestamp1 = TimeProvider.System.GetTimestamp();
long providerTimestamp2 = TimeProvider.System.GetTimestamp();

var period = GetElapsedTime(providerTimestamp1, providerTimestamp2);

13.2UTF8 改進

如果要啓用將類型的類似字符串的表示形式寫出到目標範圍，請在類型上實現新的 IUtf8SpanFormattable 接口。此新接口與 ISpanFormattable 密切相關，但面向 UTF8 和 Span<byte>，而不是 UTF16 和 Span<char>。

IUtf8SpanFormattable 已在所有基元類型（以及其他）上實現，無論是面向 string、Span<char> 還是 Span<byte>，其共享邏輯完全一致。它完全支持所有格式（包括新的“B”二進制說明符）和所有區域性。這意味着現在可以從 Byte、Complex、Char、DateOnly、DateTime、DateTimeOffset、Decimal、Double、Guid、Half、IPAddress、IPNetwork、Int16、Int32、Int64、Int128、IntPtr、NFloat、SByte、Single、Rune、TimeOnly、TimeSpan、UInt16、UInt32、UInt64、UInt128、UIntPtr 和 Version 直接格式化爲 UTF8。

新的 Utf8.TryWrite 方法向現有 MemoryExtensions.TryWrite 方法（基於 UTF16）提供基於 UTF8 的對應方法。可以使用內插字符串語法將複雜表達式直接格式化爲 UTF8 字節範圍，例如：

static bool FormatHexVersion(
    short major,
    short minor,
    short build,
    short revision,
    Span<byte> utf8Bytes,
    out int bytesWritten) =>
    Utf8.TryWrite(
        utf8Bytes,
        CultureInfo.InvariantCulture,
        $"{major:X4}.{minor:X4}.{build:X4}.{revision:X4}",
        out bytesWritten);

13.3加密

.NET 8 添加了對 SHA-3 哈希基元的支持。（目前，具有 OpenSSL 1.1.1 或更高版本和 Windows 11 Build 25324 或更高版本的 Linux 支持 SHA-3。）可在其中使用 SHA-2 的 API 現在提供對 SHA-3 的補充。對於哈希，這包括 SHA3_256、SHA3_384 和 SHA3_512；對於 HMAC，這包括 HMACSHA3_256、HMACSHA3_384 和 HMACSHA3_512；對於其中可配置算法的哈希，這包括 HashAlgorithmName.SHA3_256、HashAlgorithmName.SHA3_384 和 HashAlgorithmName.SHA3_512；對於 RSA OAEP 加密，這包括 RSAEncryptionPadding.OaepSHA3_256、RSAEncryptionPadding.OaepSHA3_384 和 RSAEncryptionPadding.OaepSHA3_512。

以下示例演示如何使用 API（包括 SHA3_256.IsSupported 屬性）來確定平臺是否支持 SHA-3。

// Hashing example
if (SHA3_256.IsSupported)
{
    byte[] hash = SHA3_256.HashData(dataToHash);
}
else
{
    // ...
}

// Signing example
if (SHA3_256.IsSupported)
{
     using ECDsa ec = ECDsa.Create(ECCurve.NamedCurves.nistP256);
     byte[] signature = ec.SignData(dataToBeSigned, HashAlgorithmName.SHA3_256);
}
else
{
    // ...
}

13.4基於流的 ZipFile 方法

.NET 8 包含 ZipFile.CreateFromDirectory 的新重載，通過它可以收集目錄中包含的所有文件並壓縮這些文件，然後將生成的 zip 文件存儲到提供的流中。同樣，通過新的 ZipFile.ExtractToDirectory 重載，可提供包含壓縮文件的流，並將其內容提取到文件系統中。下面是新的重載：

namespace System.IO.Compression;

public static partial class ZipFile
{
    public static void CreateFromDirectory(string sourceDirectoryName, Stream destination);
    public static void CreateFromDirectory(string sourceDirectoryName, Stream destination, CompressionLevel compressionLevel, bool includeBaseDirectory);
    public static void CreateFromDirectory(string sourceDirectoryName, Stream destination, CompressionLevel compressionLevel, bool includeBaseDirectory, Encoding? entryNameEncoding);

    public static void ExtractToDirectory(Stream source, string destinationDirectoryName) { }
    public static void ExtractToDirectory(Stream source, string destinationDirectoryName, bool overwriteFiles) { }
    public static void ExtractToDirectory(Stream source, string destinationDirectoryName, Encoding? entryNameEncoding) { }
    public static void ExtractToDirectory(Stream source, string destinationDirectoryName, Encoding? entryNameEncoding, bool overwriteFiles) { }
}

參考資料：

https://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/core/whats-new/dotnet-8#networking

擴展鏈接：

如何使用 Blazor 框架在前端瀏覽器中導入/導出 Excel XLSX

如何在.NET電子表格應用程序中創建流程圖

如何將實時數據顯示在前端電子表格中