ASP.NET Native AOT 探索日志 01

Native AOT

我们都知道 C#是对标 Java 的语言，所以 C#一直以来也是以 JIT（Just In Time）的方式运行，直到最近.NET 才真正实现了 C#的 AOT 编译。

有了 AOT 编译，C#可以直接被编译成对应平台的二进制程序，而无需依赖.Net Runtime 来运行。下面就来体验一下 Native AOT 吧。

ASP.NET Native AOT

ASP.NET 也可以使用 Native AOT，这意味着我们可以不依赖.Net Runtime 在任意支持.Net 的平台上运行一个 ASP.NET Server。

官方提供了一些 Native AOT 模板，其中最实用的是Minimal Web API for Native AOT，它是一个最小的 ASP.NET Web API 项目，可以用来测试和验证 Native AOT 的功能。

创建项目

首先，我们安装.Net 8 以上的.Net SDK（我使用的是.Net 9），然后通过以下命令就可以创建一个名称为 test 的Minimal Web API for Native AOT项目：

dotnet new webapiaot -n test

为项目启用 Native AOT 的关键在于.csproj文件里的这个配置：

<PropertyGroup>
  ...
  <PublishAot>true</PublishAot>
  ...
</PropertyGroup>

编译项目

要使用 Native AOT 来编译项目，我们需要使用dotnet publish命令，因为 Native AOT 的编译时间较长，所以微软官方推荐在发布应用时再进行 Native AOT 编译。

dotnet publish -c Release -r win-x64

运行完成后我们就可以在项目目录里的/bin/Release/net9.0/win-x64/publish目录下找到编译产物了。

跨平台编译

很多时候，我们懒得将源码同步到容器或服务器上进行对应平台的编译，这时我们可以通过一些配置来实现在 Windows 上跨平台甚至是跨架构编译。

正常情况下，dotnet publish -c Release -r linux-arm64会报如下错误：

这时安装一个 NuGet 包，叫作PublishAotCross，这个包使用Zig来生成跨平台的二进制程序，让我们在dotnet publish的时候能使用-r参数来指定编译的平台。

我们在项目里安装PublishAotCross包：

dotnet add package PublishAotCross

然后参考官方 GitHub的 README，下载Zig并解压到任意目录，然后在 Path 环境变量中添加相关的路径以让其能被全局调用。

现在执行dotnet publish -c Release -r linux-arm64 /p:StripSymbols=false，可以看到编译成功了：

但是因为我们没有执行可选步骤，必须将 Debug 符号表嵌入到可执行文件中，导致了编译产物十分巨大。

这个可选步骤要执行起来其实也十分简单，那就是去下载一个 LLVM（压缩包大小约 1.3G），然后将里面的llvm-objcopy给放到Zig的安装目录下。

然后我们在项目的.csproj里添加如下选项：

<PropertyGroup>
  ...
  <StripSymbols>true</StripSymbols>
  ...
</PropertyGroup>

这样我们就可以不加/p:StripSymbols=false参数来编译，编译产物的大小也大大减小了。

优化程序体积

我们发现这个编译产物的大小还是有那么一点大，那么有没有办法将它再缩小一点呢？

办法当然是有的，我们去下载一个叫作PublishAotCompressed的 NuGet 包，这个包使用UPX来压缩可执行文件。

我们使用dotnet add package PublishAotCompressed来安装这个包，然后在项目的.csproj里添加如下配置：

<PropertyGroup>
  ...
  <PublishLzmaCompressed>true</PublishLzmaCompressed>
  ...
</PropertyGroup>

然后我们再次尝试编译，程序的大小从 10MB 缩小到了 3MB。

总结

Native AOT 是一个好东西，可以提高程序的性能和安全性，在启动速度方面比 JIT 要快上许多，但是它也存在一些问题，比如现阶段还不支持很多特性，关于这点我们以后再聊。