.NET 9 与 .NET 8 对比：有哪些新特性，以及为什么要升级

.NET 的发布节奏持续加快

微软于 2024 年 11 月发布了 .NET 9，作为标准期支持（STS）版本，其改进速度丝毫没有放缓的迹象。仅 dotnet/runtime 仓库就合并了超过 7,500 个拉取请求，.NET 9 是该平台迄今为止最快、能力最强的版本。

但"最快"是个抽象的说法。作为开发者，我们需要知道：究竟改变了什么，什么让我们的代码变得更好，以及是否值得升级？

本指南将逐项剖析从 .NET 8 到 .NET 9 的每一项重要改进——从 C# 13 语言特性到运行时性能提升、AI 集成以及 ASP.NET Core 增强功能——帮助你为团队做出明智的决策。

C# 13：你真正会用到的语言特性

C# 13 随 .NET 9 SDK 一同发布，引入了多项能够减少样板代码并提升安全性的特性：

params 集合

此前，params 仅限于数组。C# 13 将 params 支持扩展到任何实现了 IEnumerable<T> 并具有 Add 方法的集合类型——包括 List<T>、Span<T> 和 ReadOnlySpan<T>。这消除了在调用带可变参数的方法时不必要的数组分配。

全新的 Lock 类型与语义

System.Threading.Lock 类型以一个编译器可识别的专用类型取代了传统的 lock (obj) { } 模式。新的 lock 关键字与 Lock 对象配合使用，可生成更高效的代码，并改善调试支持。

ref struct 接口

ref struct 类型现在可以实现接口，并可作为泛型的类型参数使用。这解锁了诸如基于 span 的高性能抽象等此前因类型约束而无法实现的模式。

部分属性与索引器

部分属性和索引器现在允许在部分类型中使用，使源生成器更具表达力。库作者可以在生成的代码中声明部分属性，而具体实现则位于用户代码中——这一模式大幅简化了由源生成器驱动的架构。

重载决策优先级

库作者现在可以使用 [OverloadResolutionPriority] 特性将某个重载指定为优于其他重载。这消除了在向现有 API 添加新重载时产生的调用歧义编译错误，且不会破坏使用方。

对象初始化器中的隐式索引器访问

你现在可以在对象初始化器中使用 ^ 运算符（从末尾索引），使得从序列末尾填充集合时初始化更具表达力。

运行时性能：每一个周期都很重要

.NET 9 的性能故事建立在数百项有针对性的改进之上，这些改进在实际应用中叠加起效。以下是重点：

动态 PGO：现在可优化类型转换与分支

动态性能引导优化（PGO）——在 .NET 8 中引入——现已从虚方法分派扩展到包括类型转换优化。JIT 会跟踪 obj is T 和 (T)obj 操作中最常遇到的类型，然后为这些类型生成快速路径。在微基准测试中，类型检查操作在常见路径上运行速度最高提升 4 倍。

循环优化：强度削减与向下计数

JIT 现在会对数组迭代循环执行强度削减，将基于索引的访问转换为指针运算。结合自动向下计数（用单条 jns 替代 cmp + jl），紧凑循环每次迭代可减少一条指令。对于遍历大型集合的热点循环，这些收益会迅速累积。

边界检查消除：比以往更智能

JIT 的边界检查分析现在能够处理此前遗漏的模式——反向索引、复杂循环条件，以及与前置长度检查相互作用的基于 span 的访问。更少的边界检查意味着更紧凑的循环，以及更少可能预测失败的分支。

垃圾回收：动态自适应

服务器 GC 现在包含对应用规模的动态自适应，并默认启用。GC 会根据应用实际的内存模式而非固定的启发式规则来调整行为，在不牺牲吞吐量的前提下降低内存密集型工作负载的暂停时间。

向量化与 Arm64

Arm64 代码生成获得了大量关注，包括扩展的 SIMD 向量化以及对 Arm 专用指令的更好利用。对于运行在 Graviton 或 Ampere 处理器上的云工作负载，这直接转化为更低的计算成本。

ASP.NET Core 9：默认安全，设计更快

ASP.NET Core 9 在自动化安全改进的同时，进一步提升了性能上限：

内置 OpenAPI 文档生成

全新的 Microsoft.AspNetCore.OpenApi 包提供内置的 OpenAPI 文档生成，无需 Swashbuckle 或 NSwag。来自最小 API、控制器以及类型注解的元数据会自动反映在生成的 OpenAPI 规范中——减少依赖变动并改善兼容性。

静态资源指纹化

对静态文件（JavaScript、CSS）的构建时和发布时优化现在包含自动指纹版本控制。缓存失效变得自动化，消除了陈旧资源缺陷这一常见问题源。

Blazor 改进

全新的 Hybrid 和 Web App 模板简化了项目设置。组件渲染模式检测改善了调试体验。Blazor Server 的重连体验经过重新设计，在网络连接中断时为用户提供更流畅的体验。

Native AOT 扩展

ASP.NET Core 中的预先（AOT）编译支持得到扩展，降低了冷启动延迟和内存占用。对于容器化微服务，Native AOT 意味着更小的镜像和更快的横向扩展事件。

Linux HTTPS 开发证书

在 Linux 上为开发期间的 HTTPS 设置受信任的开发证书现在明显更加简单——这对在 Linux 工作站上进行开发的团队是一项体验上的提升。

AI 构建模块：.NET 原生拥抱 AI

.NET 9 引入了统一的 AI 抽象层，将 .NET 定位为构建 AI 驱动应用的一流平台：

Microsoft.Extensions.AI

一套用于与 AI 服务交互的 C# 抽象——涵盖小型和大型语言模型（SLM 与 LLM）、嵌入以及向量存储。无论你调用的是 OpenAI、Azure OpenAI，还是通过 ONNX Runtime 运行的本地模型，这些包都提供一致的编程模型。

Tensor<T> 与 TensorPrimitives

全新的 Tensor<T> 类型提供高效的多维数据操作，并与 ML.NET、TorchSharp 和 ONNX Runtime 实现零拷贝互操作。TensorPrimitives 从 40 个扩展到近 200 个 SIMD 优化操作——涵盖推理和特征工程所需的数值原语。

ML.NET 4.0

ML.NET 4.0 带来了以 Stream 方式加载 ONNX 模型的能力，对 GPT、Llama、Phi 和 Bert 模型的全新分词器支持，以及 Llama 和 Phi 模型系列的实验性 TorchSharp 移植。如果你正在构建需要设备端或进程内 AI 推理的 .NET 应用，正是这个版本让它变得切实可行。

Tokenizers 库

Microsoft.ML.Tokenizers 库现在开箱即用地支持 Tiktoken（GPT-3/4/4o/o1）、Llama、CodeGen、Phi2 和 Bert 分词器。这对于管理上下文窗口、计算 token 成本以及为本地模型预处理文本至关重要。

EF Core 9：Cosmos DB 与预编译查询

Entity Framework Core 9 聚焦两个方向：更深入的 Azure Cosmos DB for NoSQL 集成，以及为预先编译打下基础：

• Cosmos DB 提供程序：针对 NoSQL 提供程序的重大更新，包括改进的 LINQ 转换、分层分区键支持以及更好的吞吐量管理。
• 预编译查询：迈向 AOT 编译查询，消除运行时查询编译开销——这对无服务器和容器化环境中的冷启动性能至关重要。
• 复杂类型改进：对拥有实体和值对象的处理更佳，减少构建富领域模型所需的样板代码。

.NET MAUI：性能与桌面集成

.NET 9 中的 .NET MAUI 优先关注性能和桌面能力：

• CollectionView 和 CarouselView 在 iOS 和 Mac Catalyst 上获得了全新、性能更好的实现。
• HybridWebView 让在 MAUI 应用中嵌入 React、Vue.js 或 Angular 内容更加容易。
• 面向 Windows 桌面应用的 TitleBar 控件，提供原生标题栏定制能力。
• Native AOT 与裁剪的改进减小了移动端的应用体积和启动时间。

.NET 8 与 .NET 9：并排对比

你该升级吗？

如果符合以下情况，应立即升级：

• 你运行的是对性能敏感的工作负载，能够从 JIT、GC 和循环优化中获益。
• 你正在构建 AI 驱动的功能——仅全新的 Microsoft.Extensions.AI 抽象和分词器支持就值得迁移。
• 你部署在 Arm64（Graviton、Ampere）上——Arm64 代码生成改进直接降低云成本。
• 你维护 NuGet 库——C# 13 特性如 [OverloadResolutionPriority] 和部分属性改善了库开发的体验。

如果符合以下情况，应考虑时间安排：

• 你需要 LTS 支持——.NET 8 将持续获得支持至 2027 年 11 月。如果你的组织出于合规要求需要 LTS，请转而规划 .NET 10（LTS）迁移，同时将 .NET 9 用于新项目。
• 你依赖尚未添加 .NET 9 目标的第三方包——在迁移前请先确认你的关键依赖是否支持 net9.0。

对于 nopCommerce 和 Umbraco 用户：

• nopCommerce 4.90 原生面向 .NET 9——如果你使用的是 4.80 或更早版本，升级到 4.90 会自动为你带来所有这些改进。
• Umbraco 14+ 运行在 .NET 9 上——SplatDev 的 20 多个 Umbraco 插件均已迁移并针对 .NET 9 兼容性进行了测试。

升级路径：一份实用清单

1. 安装 .NET 9 SDK：从 dotnet.microsoft.com 下载。
2. 更新目标框架：在所有 .csproj 文件中将 <TargetFramework>net8.0</TargetFramework> 改为 <TargetFramework>net9.0</TargetFramework>。
3. 更新包引用：将所有 NuGet 包升级到其支持 .NET 9 的最新版本。
4. 处理破坏性变更：查阅官方破坏性变更列表——对大多数应用而言，涉及面很小。
5. 启用新特性：设置 <LangVersion>13</LangVersion> 以使用 C# 13 特性。
6. 运行测试套件：覆盖单元测试、集成测试和端到端测试的完整回归。
7. 前后基准测试：使用 BenchmarkDotNet 量化你特定工作负载中的性能提升。

结论

.NET 9 并不是一个抢占头条的革命性版本。它属于那种默默让一切变得更好的版本——你的循环用更少的指令运行，你的类型检查命中快速路径，你的 GC 自适应你的应用，你的 API 规范自动生成。这些改进在每一个 HTTP 请求、每一次数据库查询、每一个 Blazor 渲染周期中叠加起效。

对于仍停留在 .NET 6 或 .NET 7 的团队而言，从 .NET 6 到 .NET 9 的累积差异是巨大的——在常见工作负载上性能提升 20-40%，现代化的 C# 语言，内置的 AI 集成，以及为容器优化的运行时。

在 SplatDev，我们自 2009 年 1.0 版本起就一直基于 .NET 进行构建。我们见证了这个平台从仅限 Windows 成长为真正的跨平台，从闭源走向完全开源，从仅面向企业转向云原生。.NET 9 代表了我们所使用过的最强大的平台版本——而且我们已经在其上运行生产工作负载。

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