背景

.NET Framework時(shí)代，.NET 應(yīng)用程序大多直接部署運(yùn)行在Windows服務(wù)器上。無論部署exe，還是IIS站點(diǎn)、或是Windows Service，編譯后的程序直接copy、簡單配置部署上即可。

有了.NET Core之后，.NET應(yīng)用程序完美支持跨平臺部署。

支持跨平臺部署運(yùn)行，.NET 5/.NET Core的應(yīng)用程序面臨著多平臺，多場景的部署需求。比如說：部署在Windows、Linux、MaxOS...，OS層面是否需要部署.NET Runtime運(yùn)行時(shí)，.NET Runtime運(yùn)行時(shí)的版本選擇，等等。

因此，今天我們研究一下.NET 5/.NET Core應(yīng)用程序的部署發(fā)布。

兩種應(yīng)用程序發(fā)布模式

1. 以自包含的方式發(fā)布應(yīng)用程序

這種模式包含.NET運(yùn)行時(shí)和應(yīng)用程序及其依賴項(xiàng)的應(yīng)用程序。我們可以在未安裝.NET運(yùn)行時(shí)的操作系統(tǒng)上運(yùn)行它。

總結(jié)一句話：把.NET Runtime運(yùn)行時(shí)打包到程序運(yùn)行目錄中，應(yīng)用程序運(yùn)行的主機(jī)不需要安裝.NET Runtime運(yùn)行時(shí)。

2. 以依賴于框架的方式發(fā)布應(yīng)用程序

生成一個(gè)僅包含應(yīng)用程序本身及其依賴項(xiàng)的應(yīng)用程序。應(yīng)用程序的運(yùn)行環(huán)境必須單獨(dú)安裝.NET運(yùn)行時(shí)。

總結(jié)一句話：不包含.NET Runtime運(yùn)行時(shí)，只有應(yīng)用程序本身和依賴的應(yīng)用程序。應(yīng)用程序運(yùn)行的主機(jī)需要單獨(dú)安裝應(yīng)用程序所需的.NET Runtime運(yùn)行時(shí)。

NET 5/.NET Core的應(yīng)用程序的發(fā)布指令：dotnet publish

dotnet publish -將應(yīng)用程序及其依賴項(xiàng)發(fā)布到指定的文件夾中，以方便后續(xù)部署到目標(biāo)托管系統(tǒng)。

關(guān)于dotnet publish的使用說明，可以參考以下鏈接：https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/core/tools/dotnet-publish?WT.mc_id=DT-MVP-5003918

dotnet publish 將編譯應(yīng)用程序，讀取其在項(xiàng)目文件中指定的依賴項(xiàng)，然后將結(jié)果文件集發(fā)布到目錄中。輸出包括以下內(nèi)容：

• 具有dll擴(kuò)展名的程序集中的中間語言（IL）代碼。
• 一個(gè).deps.json文件，其中包含項(xiàng)目的所有依賴項(xiàng)。
• 一個(gè).runtimeconfig.json文件，它指定應(yīng)用程序期望的共享運(yùn)行時(shí)，以及該運(yùn)行時(shí)的其他配置選項(xiàng)（例如，垃圾收集類型）。
• 應(yīng)用程序依賴的應(yīng)用程序，從NuGet緩存目錄復(fù)制到輸出文件夾中。

從上述描述中，我們可以發(fā)現(xiàn)，通過dotnet publish指令，我們可以編譯應(yīng)用程序，生成并輸出指定運(yùn)行環(huán)境的交付物。

我們新建一個(gè).NET 5的Console應(yīng)用程序，同時(shí)引用Newtonsoft.Json Nuget包。

Main函數(shù)的代碼：

using System;

namespace NET5PublishExample{    class Program    {        static void Main(string[] args)        {            var msg = Newtonsoft.Json.JsonConvert.SerializeObject('Hello .NET 5!');            Console.WriteLine(msg);            Console.ReadKey();        }    }}

首先，編譯一下這個(gè)工程dotnet build，這一步很重要。然后，使用命令行執(zhí)行dotnet publish指令：

我們看一下F:\GitHub\Source\Repos\NET5PublishExample\bin\Debug\net5.0\publish\目錄下生成的文件：

正如上面所說，輸出包括以下內(nèi)容：

• 具有dll擴(kuò)展名的程序集中的中間語言（IL）代碼：NET5PublishExample.dll
• 一個(gè).deps.json文件，其中包含項(xiàng)目的所有依賴項(xiàng)。NET5PublishExample.deps.json
• 一個(gè).runtimeconfig.json文件，它指定應(yīng)用程序期望的共享運(yùn)行時(shí)，以及該運(yùn)行時(shí)的其他配置選項(xiàng)（例如，垃圾收集類型）。NET5PublishExample.runtimeconfig.json
• 應(yīng)用程序依賴的應(yīng)用程序，從NuGet緩存目錄復(fù)制到輸出文件夾中。Newtonsoft.Json.dll

同時(shí)，還生成了一個(gè)Windows平臺的可執(zhí)行文件：NET5PublishExample.exe，雙擊可以執(zhí)行：

另外，使用dotnet NET5PublishExample.dll，也可以直接執(zhí)行：

然后有幾個(gè)疑問：

• NET5PublishExample.dll是不是可以跨平臺運(yùn)行？
• 在Linux、MacOS平臺下有沒有對應(yīng)的可執(zhí)行文件？

帶著這2個(gè)問題，我們繼續(xù)往下研究？

dotnet publish生成的可執(zhí)行文件和跨平臺二進(jìn)制文件

自包含的方式發(fā)布應(yīng)用程序，依賴于框架的方式發(fā)布應(yīng)用程序。這兩種發(fā)布模式默認(rèn)情況下都會(huì)生成特定于平臺的可執(zhí)行文件和跨平臺二進(jìn)制文件。

1. 可執(zhí)行文件

可執(zhí)行文件不是跨平臺的。它們特定于操作系統(tǒng)和CPU體系結(jié)構(gòu)。因?yàn)閃indows和linux下的可執(zhí)行文件的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容是不同的，所以可執(zhí)行文件是分操作系統(tǒng)的。

這里我們示例2個(gè)平臺的可執(zhí)行文件：

① windows-x64平臺

② Linux-x64平臺

使用的dotnet publish指令 dotnet publish -r linux-x64 --self-contained false

生成的可執(zhí)行文件：

2. 跨平臺的二進(jìn)制文件

將應(yīng)用程序發(fā)布為依賴于框架的dll文件形式時(shí)，就會(huì)創(chuàng)建跨平臺的二進(jìn)制文件。該dll文件以項(xiàng)目命名。例如，如果您有一個(gè)名為應(yīng)用程序NET5PublishExample，文件名為NET5PublishExample.dll創(chuàng)建。

以這種方式發(fā)布的應(yīng)用程序dotnet <filename.dll>可以通過命令運(yùn)行，可以在任何平臺上運(yùn)行。

關(guān)于自包含的發(fā)布選項(xiàng)和示例

以自包含的方式發(fā)布應(yīng)用會(huì)生成特定于平臺的可執(zhí)行文件。

輸出發(fā)布文件夾包含應(yīng)用程序的所有組件，包括.NET庫和目標(biāo)運(yùn)行時(shí)。該應(yīng)用程序與其他.NET應(yīng)用程序隔離，并且不使用本地安裝的.NET運(yùn)行時(shí)。因此無需下載并安裝.NET 運(yùn)行時(shí)。

可執(zhí)行二進(jìn)制文件針對指定的目標(biāo)平臺生成。例如，如果您有一個(gè)名為NET5PublishExample的應(yīng)用程序，并且發(fā)布了Windows的自包含可執(zhí)行文件，則會(huì)創(chuàng)建NET5PublishExample.exe文件。對于Linux或macOS發(fā)布，將創(chuàng)建一個(gè)NET5PublishExample文件。目標(biāo)平臺和體系結(jié)構(gòu)-r <RID>由dotnet publish命令的參數(shù)指定。有關(guān)RID的更多信息，請參見.NET RID目錄。

如果應(yīng)用程序具有特定于平臺的依賴項(xiàng)，例如包含特定于平臺的依賴項(xiàng)的NuGet程序包，則這些依賴項(xiàng)將與應(yīng)用程序一起復(fù)制到publish文件夾中。

這種模式的優(yōu)勢有哪些呢？

1. 控制.NET版本：可以控制與應(yīng)用程序一起部署的.NET版本。
2. 指定運(yùn)行的平臺：因?yàn)楸仨殲槊總€(gè)平臺發(fā)布應(yīng)用程序，所以我們需要確定應(yīng)用程序?qū)⒃诤翁庍\(yùn)行。如果.NET引入了新平臺，則必須先發(fā)布針對該平臺的版本，然后才能在該平臺上運(yùn)行您的應(yīng)用程序。

同時(shí)也帶來了以下問題：

1. 更大的部署內(nèi)容：應(yīng)用程序包括.NET運(yùn)行時(shí)和所有應(yīng)用程序依賴項(xiàng)，所以所需的下載大小和硬盤空間大于依賴于框架的版本。
2. 難以更新.NET版本.NET Runtime：（隨應(yīng)用程序分發(fā)）只能通過發(fā)布新版本的應(yīng)用程序進(jìn)行升級。但是，.NET將根據(jù)應(yīng)用程序運(yùn)行的計(jì)算機(jī)上框架庫的需要更新關(guān)鍵的安全補(bǔ)丁。

例如：

示例1：發(fā)布一個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用程序，創(chuàng)建macOS 64位可執(zhí)行文件，同時(shí)包含了.NET 運(yùn)行時(shí)

生成的文件列表如下：包含macOS 64可執(zhí)行文件NET5PublishExample，以及包含了對應(yīng)macOS 64平臺下的.NET 運(yùn)行時(shí)

示例2：發(fā)布一個(gè)獨(dú)立的應(yīng)用程序，創(chuàng)建Windows 64位可執(zhí)行文件，同時(shí)包含了.NET 運(yùn)行時(shí)

 dotnet publish -r win-x64

生成的文件列表如下：包含Windows 64可執(zhí)行文件NET5PublishExample.exe，以及包含了對應(yīng)Windows 64平臺下的.NET 運(yùn)行時(shí)

關(guān)于依賴框架的發(fā)布選項(xiàng)和示例

發(fā)布為依賴框架的應(yīng)用程序是跨平臺的，并且不包含.NET運(yùn)行時(shí)。應(yīng)用程序的運(yùn)行需要單獨(dú)安裝指定版本的.NET運(yùn)行時(shí)。

應(yīng)用程序的跨平臺二進(jìn)制文件可以使用dotnet <filename.dll>命令運(yùn)行，并且可以在任何平臺上運(yùn)行。如果應(yīng)用程序使用具有特定于平臺的實(shí)現(xiàn)的NuGet包，則所有平臺的依賴項(xiàng)都將與應(yīng)用程序一起復(fù)制到publish文件夾中。

可以通過將-r <RID> --self-contained false參數(shù)傳遞給dotnet publish命令來為特定平臺創(chuàng)建可執(zhí)行文件。當(dāng)-r參數(shù)被省略，為當(dāng)前平臺創(chuàng)建一個(gè)可執(zhí)行文件。具有目標(biāo)平臺特定于平臺的依賴關(guān)系的任何NuGet軟件包都將復(fù)制到publish文件夾中。

這種模式帶來的優(yōu)勢有：

1. 小型部署：僅分發(fā)應(yīng)用程序及其依賴項(xiàng)。.NET運(yùn)行時(shí)和庫由用戶安裝，所有應(yīng)用共享運(yùn)行時(shí)。
2. 跨平臺：應(yīng)用程序和任何基于.NET的庫都可以在其他操作系統(tǒng)上運(yùn)行
3. 使用最新的.NET運(yùn)行時(shí)：該應(yīng)用程序使用目標(biāo)系統(tǒng)上安裝的最新運(yùn)行時(shí)。這意味著應(yīng)用程序會(huì)自動(dòng)使用最新的.NET運(yùn)行時(shí)修補(bǔ)版本。

同時(shí)也帶來了以下問題：

1. 需要預(yù)安裝.NET 運(yùn)行時(shí)：僅在主機(jī)系統(tǒng)上已安裝應(yīng)用目標(biāo)的.NET運(yùn)行時(shí)版本時(shí)，應(yīng)用才能運(yùn)行。
2. .NET可能會(huì)更改：.NET運(yùn)行時(shí)和庫可能會(huì)在運(yùn)行該應(yīng)用程序的計(jì)算機(jī)上更新。

例如：

示例1：發(fā)布一個(gè)當(dāng)前平臺的依賴框架的跨平臺應(yīng)用程序，不包含.NET 運(yùn)行時(shí)，將與dll文件一起創(chuàng)建一個(gè)針對當(dāng)前平臺的可執(zhí)行文件。

使用dotnet NET5PublishExample.dll，可以直接運(yùn)行（本機(jī)已經(jīng)安裝.NET運(yùn)行時(shí)，NET5PublishExample.dll是跨平臺的二進(jìn)制文件）

示例2：發(fā)布一個(gè)依賴框架的跨平臺應(yīng)用程序（Linux 64位），不包含.NET 運(yùn)行時(shí)，將創(chuàng)建一個(gè)Linux 64位可執(zhí)行文件以及dll文件。

dotnet publish -r linux-x64 --self-contained false

使用dotnet NET5PublishExample.dll，可以直接運(yùn)行（本機(jī)已經(jīng)安裝.NET運(yùn)行時(shí)，NET5PublishExample.dll是跨平臺的二進(jìn)制文件）

ReadyToRun編譯選項(xiàng)

通過將應(yīng)用程序程序集編譯為ReadyToRun（R2R）格式，可以改善.NET應(yīng)用程序的啟動(dòng)時(shí)間和延遲。R2R是一種提前（AOT）編譯的形式。

R2R二進(jìn)制文件通過減少應(yīng)用程序加載時(shí)即時(shí)（JIT）編譯器需要完成的工作量來提高啟動(dòng)性能。與JIT產(chǎn)生的代碼相比，二進(jìn)制文件包含相似的本機(jī)代碼。

但是，R2R二進(jìn)制文件較大，因?yàn)樗鼈兗劝虚g語言（IL）代碼（某些情況下仍然需要此代碼）和同一代碼的本機(jī)版本。僅當(dāng)發(fā)布針對特定運(yùn)行時(shí)環(huán)境（RID）（例如Linux x64或Windows x64）的應(yīng)用程序時(shí)，R2R才可用。

總結(jié)一下：通過R2R方式，可以直接將代碼編譯為Native Code，減少.NET 程序第一次加載時(shí)JIT編譯帶來的性能消耗，以提升.NET應(yīng)用的首次加載性能。類似于ngen的程序集預(yù)加載。關(guān)于Ngen可以參考這個(gè)鏈接：ngen

對應(yīng)的dotnet publish指令選項(xiàng)： dotnet publish -c Release -r win-x64 -p:PublishReadyToRun=true

以上是.NET 5/.NET Core應(yīng)用程序的發(fā)布部署的一些研究和分享。

推薦一個(gè)不錯(cuò)的知識鏈接：https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/core/deploying/#publish-framework-dependent?WT.mc_id=DT-MVP-5003918