如何提升並優化ASP.NET Core應用程序的性能，本文的大部分內容來自翻譯，當然中間穿插著自己的理解，希望對大家有所幫助！話不多說開始今天的主題吧！我們都知道性能是公共網站取得成功的關鍵因素之一。如果一個網站的響應時間超過3秒，那麼用戶通常不會再此光顧（此網站）。谷歌，Bing，百度以及其他搜索引擎也更傾向於推薦優化後的，移動友好的以及響應速度更快的網站。
這裡我們舉一個例子：我們有多個搜索引
擎，如Google、Bing、百度、搜狗等等；然而，我們更喜歡Google或Bing，因為這些搜索引擎速度非常快，可以在3-4秒內獲得結果。如果這些搜索引擎的響應速度超過10秒，你還會使用它們嗎？我認為大夥應該不會用了吧。如今的用戶最不能容忍的想必就是等待了吧。
今天，我們將學習一些有助於提高ASP.NET Core網站性能的一些小技巧。希望大家能夠有所收穫。
我們都知道ASP.NET Core是微軟提供的一個免費的、開源的、跨平臺的Web開發框架。它不是ASP.NET的升級版本，但它是一個從頭開始完全重寫的框架，它附帶了ASP.NET MVC和ASP.NET Web API的單一編程模型。
下面我們就開始今天的主題，如何提升ASP.NET Core應用程序的性能的技巧開始吧。
儘量使用ASP.NET Core的最新版本
ASP.NET Core的第一個版本是在2016年與VisualStudio 2015一起發佈的，現在我們有了ASP.NET Core3.0，每一個新版本都越來越好。最新的ASP.NET Core 3.0的主要更新如下：
- Razor組件的改進。現在2個項目合併成單個項目模板，Razor組件支持端點路由和預渲染，Razor組件可以託管在Razor類庫中。還改進了事件處理和表單和驗證支持。
- 運行時編譯。它在ASP.NET Core 3.0模板中被禁用，但現在可以通過向項目添加特殊的NuGet包來打開它。
- Worker Service 模板。需要編寫Windows服務還是Linux守護進程？現在我們有了Worker Service 模板。
- gRPC模板。與谷歌一起構建的gRPC是一種流行的遠程過程調用（RPC）框架。此版本的ASP.NET Core在ASP.NET Core上引入了第一等的gRPC支持。
- Angular模板使用Angular 7. Angular SPA模板現在使用Angular 7，在第一次穩定釋放之前，它將被Angular 8替換。
- SPA-s的身份驗證。Microsoft通過此預覽為單頁應用程序添加了現成的身份驗證支持。
- SignalR與端點路由集成。小變化 - 現在使用端點路由定義SingalR路由。
- SignalR Java客戶端支持長輪詢。即使在不支持或不允許WebSocket的環境中，SignalR Java客戶端現在也可以使用。
友情提示：在構建新的ASP.NET Core項目時，不要忘記選擇最新版本。VisualStudio 2019預覽版現在已經支持ASP.NET Core 3.0了。
儘量避免任何層的同步調用
在開發ASP.NET Core應用程序時，儘量避免創建阻塞的調用。阻塞調用是指當前請求未完成之前會一直阻止下一個執行的調用。阻塞調用或同步調用可以是任何東西，可以是從API中獲取數據，也可以是執行一些內部操作。您應該始終以異步方式執行調用。
儘量使用異步編程(ASYNC-AWAIT)
異步編程模型是在C#5.0中引入的，並變得非常流行。ASP.NET Core使用相同的異步編程範例來使應用程序更可靠、更快和更穩定。
您應該在代碼中使用端到端異步編程。
讓我們舉一個例子；我們有一個ASP.NET CoreMVC應用程序，中間有一些數據庫的操作。正如我們所知道的，它可能有很多分層結構，這都取決於用戶的項目架構，但是讓我們舉一個簡單的例子，其中我們有Controller》Repository 層等等。讓我們看看如何在控制器層編寫示例代碼。
<code>[HttpGet]
[Route("GetPosts")]
public async Task GetPosts()
{
try
{
var posts = await postRepository.GetPosts();
if (posts == null)
{
return NotFound();
}
return Ok(posts);
}
catch (Exception)
{
return BadRequest();
}
}
/<code>
接下來的代碼然是了我們如何在repository 層實現異步編程。
<code>public async Task<list>> GetPosts()
{
if (db != null)
{
return await (from p in db.Post
from c in db.Category
where p.CategoryId == c.Id
select new PostViewModel
{
PostId = p.PostId,
Title = p.Title,
Description = p.Description,
CategoryId = p.CategoryId,
CategoryName = c.Name,
CreatedDate = p.CreatedDate
}).ToListAsync();
}
return null;
}
/<list>/<code>
使用異步編程避免TASK.WAIT或TAST.RESULT
在使用異步編程時，我建議您避免使用Task.Wait和Task.Result並嘗試使用WAIT，原因如下：
- 它們阻塞線程直到任務完成，並等待任務完成。等待同步阻塞線程，直到任務完成。
- Wait 和 Task.Result 在AggregateException中包含所有類型的異常，並在在執行異常處理時增加複雜性。如果您使用的是等待await 而不是 Task.Wait和Task.Result的話，那麼您就不必擔心異常的處理了。
- 有時，它們都會阻塞當前線程並創建死鎖。
- 只有在並行任務執行正在進行時才能使用Wait 和Task.Result 。我們建議您不要在異步編程中使用它。
下面讓我們分別演示下正確使用以及不建議使用Task.Wait 的例子，來加深理解吧！
<code>// 正確的例子
Task task = DoWork();
await task;
// 不建議使用的例子
Task task = DoWork();
task.Wait();
/<code>
下面讓我們分別演示下正確使用以及不規範使用Task.Result 的例子，來加深理解吧！
<code>// Good Performance on UI
Task<string> task = GetEmployeeName();
txtEmployeeName.Text = await task;
// Bad Performance on UI
Task<string> task = GetEmployeeName();
txtEmployeeName.Text = task.Result;
/<string>/<string>/<code>
儘量異步執行I/O操作
在執行I/O操作時，您應該異步執行它們，這樣就不會影響其他進程。I/O操作意味著對文件執行一些操作，比如上傳或檢索文件。它可以是任何操作如：圖像上傳，文件上傳或其他任何操作。如果您試圖以同步的方式完成它，那麼它會阻塞主線程並停止其他後臺執行，直到I/O完成為止。因此，從提升性能上來說，您在對I/O進行操作時應該始終進行異步執行。
我們有很多異步方法可用於I/O操作，如ReadAsync、WriteAsync、FlushAysnc等。下面是一個簡單的例子，說明我們如何異步創建一個文件的副本。
<code>public async void CreateCopyOfFile()
{
string dir = @"c:\\Mukesh\\files\";
using (StreamReader objStreamReader= File.OpenText(dir + "test.txt"))
{
using (StreamWriter objStreamWriter= File.CreateText(dir+ "copy_test.txt"))
{
await CopyFileToTarget(objStreamReader, objStreamWriter);
}
}
}
public async Task CopyFileToTarget(StreamReader objStreamReader, StreamWriter objStreamWriter)
{
int num;
char[] buffer = new char[0x1000];
while ((num= await objStreamReader.ReadAsync(buffer, 0, buffer.Length)) != 0)
{
await objStreamWriter.WriteAsync(buffer, 0, num);
}
}
/<code>
儘量使用緩存
如果我們能在每次執行的時候減少減少對服務器的請求次數，那麼我們就可以提高應用程序的性能。這並不意味著您執行的時候不會請求服務器，而是意味著您不會每次執行都請求服務器。第一次，您將請求服務器並獲得響應，此響應將在某個地方存儲一段時間(將有一些到期)，下一次當您對相同的響應進行調用時，您將首先檢查您是否已經在第一個請求中獲得了數據並存儲在某個地方，如果是的話，您將檢查是否已經獲得了數據。使用存儲的數據，而不是調用服務器。
將數據保存在某個位置並讓下次請求從這個地方獲取數據而不是從服務器獲取是一種很好的做法。在這裡，我們可以使用緩存。緩存內容有助於我們再次減少服務器調用，並幫助我們提高應用程序的性能。我們可以在客戶端緩存、服務器端緩存或客戶機/服務器端緩存等位置的任意點執行緩存。
我們可以在ASP.NET Core中使用不同類型的緩存，比如我們可以在內存中進行緩存，也可以使用響應緩存，也可以使用分佈式緩存。更多關於ASP.NET Core 中的緩存
<code>public async Task GetCacheData()
{
var cacheEntry = await
_cache.GetOrCreateAsync(CacheKeys.Entry, entry =>
{
entry.SlidingExpiration = TimeSpan.FromSeconds(120);
return Task.FromResult(DateTime.Now);
});
return View("Cache", cacheEntry);
}
/<code>
優化數據訪問
我們還可以通過優化數據訪問邏輯、數據庫表和查詢來提高應用程序的性能。眾所周知，大多數應用程序都使用某種數據庫，每次從數據庫獲取數據時，都會影響應用程序的性能。如果數據庫加載緩慢，則整個應用程序將緩慢運行。這裡我們有一些建議：
- 減少HTTP請求的次數，意味著您應該始終嘗試減少網絡往返次數。
- 試著一次得到所有的數據。這意味著不對服務器進行多次調用，只需進行一兩次調用就可以帶來所有所需的數據。
- 經常對不經常變化的數據設置緩存。
- 不要試圖提前獲取不需要的數據，這會增加響應的負載，並導致應用程序的加載速度變慢。
優化自定義代碼
除了業務邏輯和數據訪問代碼之外，應用程序中可能還有一些自定義代碼。確保此代碼也是優化的。這裡有一些建議：
- 應該優化對每個請求執行的自定義日誌記錄、身份驗證或某些自定義處理程序的代碼。
- 不要在業務邏輯層或中間件中執行長時間運行的代碼，它會阻塞到服務器的請求，從而導致應用程序需要很長時間才能獲得數據。您應該在客戶端或數據庫端為此進行優化代碼。
- 始終檢查長期運行的任務是否應該異步執行，而不影響其他進程。
- 您可以使用實時客戶端-服務器通信框架，如：SignalR，來進行異步工作。
Entity Framework Core 的查詢優化
眾所周知，EF Core是一個面向.NET開發人員的ORM，它幫助我們處理數據庫對象，而不像往常那樣編寫大量代碼。它幫助我們使用模型的數據庫。數據訪問邏輯代碼在性能上起著至關重要的作用。如果您的代碼沒有優化，那麼應用程序的性能通常就不會很好。
但是，如果您在EFCore中以優化的方式編寫數據訪問邏輯，那麼肯定會提高應用程序的性能。在這裡，我們有一些技巧來提高性能。
- 在獲取只是用來只讀顯示的數據時不使用跟蹤。它提高了性能。
- 嘗試在數據庫端過濾數據，不要使用查詢獲取整個數據，然後在您的末尾進行篩選。您可以使用EF Core中的一些可用功能，可以幫助您在數據庫端篩選數據的操作，如：WHERE，Select等。
- 使用Take和Skip來獲取我們所必須要顯示的數量的記錄。這裡可以舉一個分頁的例子，在這個例子中，您可以在單擊頁碼的同時使用Take和Skip來獲取當前頁面的數據。
讓我們以一個例子為例，瞭解如何使用Select和AsNoTracking優化EF Core的查詢。
<code>public async Task<paginatedlist> GetPagedPendingPosts(int pageIndex, int pageSize, List allowedCategories)
{
var allowedCatIds = allowedCategories.Select(x => x.Id);
var query = _context.Post
.Include(x => x.Topic.Category)
.Include(x => x.User)
.Where(x => x.Pending == true && allowedCatIds.Contains(x.Topic.Category.Id))
.OrderBy(x => x.DateCreated);
return await PaginatedList.CreateAsync(query.AsNoTracking(), pageIndex, pageSize);
}
/<paginatedlist>/<code>
其他一些提示
這裡我們還有一些其他性能改進的東西可以在ASP.NET Core應用程序中進行實現。
- 編寫優化和測試代碼。您還可以使用來自專業高級開發者的代碼示例，包括產品文檔。產品團隊編寫的代碼(如C#團隊)通常是優化的、現代化的，並且遵循最佳實踐。
- 使用經過優化和良好測試的API和庫。例如，在某些情況下，ADO.NET可能是比 Entity Framework 或其他ORM庫更好的選擇。
- 如果您需要下載一個很大的文件的話，您可能需要考慮使用壓縮算法。這裡有幾個內置的壓縮庫，如Gzip和Brotli。
<code>public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
services.AddResponseCompression();
services.Configure(options =>
{
options.Level = CompressionLevel.Fastest;
});
}
/<code>
附加的建議(面向Client)
我想分享一些面向客戶端的提升性能的技巧。如果您正在使用ASP.NET Core MVC創建網站，下面是一些提示：
- 捆綁和小型化使用捆綁和小型化可以減少服務器請求次數。嘗試一次加載所有客戶端資源，如樣式、js/css。您可以首先使用小型化縮小文件，然後將這些文件打包到一個文件中，這將加快加載速度並減少HTTP請求的數量。
- 最後加載 JavaScript您應該始終嘗試在頁面尾部加載JavaScript文件，除非在此之前需要使用它們。如果您這樣做，您的網站將顯示的更快，並且用戶也不需要等待並看到這些內容。
- 壓縮圖像確保使用壓縮技術縮小圖像的大小。
- 使用 CDN如果您只有幾個樣式和JS文件，那麼可以從您的服務器加載。對於較大的靜態文件，請嘗試使用CDN。CDN通常可以在多個位置上使用，並且文件是從本地服務器提供的。從本地服務器加載文件可以提高網站性能。
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