开发高性能ASP.NET应用

靓儿

本文是“.NET Conf China 2022”上我的一个分享，这里更细化的分享出来。
分享分为四个部分：

• 制定指示
  
  
• 设计应用
  
• 正确测试
  
  
• 性能优化
  

高性能：不一定是架构出来的，但一定是优化出来的。

• 制定指标-收集
  首先把项目中的热路径API和核心API找出来，然后分析每个API是CPU密集型的，还是内存密集型的，以供在后面测试参考或对API的判断。
  
• 制定指标-制定
  TPS=并发线程*1000/ART，这是TPS和平均响应时间的公式。这里的表格相对完整，作为开发的性能测试，有时也可以只要求响应时间和TPS。或要求TPS和P95，P99。有时成功率很敏感，不管发性能怎么样，成功率必须100%，这是根据业务的类型要求的，特别是和钱有关的请求，要求都比较高。
  

• 设计应用-通用设计
  开发人员要了解通用状态下的设备情况，比如CPU的缓存，内存，硬盘之间的关系，比如速度是在依次减少，成本在降低。还要了解各种网络协速度，I/O的速度，以及使用各种数据库的速度通常的阈值是什么样的。
  
  

提升性能的两个法宝：用缓存和用Queue，缓存可以让使用数据速度更快，Queue可以分隔复杂业务，让吞吐量更高，合理有效的使用两种技术可以很大的提升性能。

• 设计应用http://-.NET体系
  
  
  
• 使用异步：Demo
  

//同步方法app.MapGet("/sync", () =>{    using (var con = new MySqlConnection(connectionString))    {        var result = con.Query<int>("select sleep(6)");        Console.WriteLine($"sync:{DateTime.Now}");        return result;    }});//异步方法，没有CancellationToken app.MapGet("/async", async () =>{    using (var con = new MySqlConnection(connectionString))    {        var result = await con.QueryAsync<int>("select sleep(6)");        Console.WriteLine($"sync:{DateTime.Now}");        return result;    }});//异步，有CancellationToken app.MapGet("/asyncwithtoken", async (CancellationToken token) =>{    using (var con = new MySqlConnection(connectionString))    {        var result = await con.QueryAsync<int>(new CommandDefinition("select sleep(6)", cancellationToken: token));        Console.WriteLine($"sync:{DateTime.Now}");        return result;    }});通过postman请求三个api，然后取消，会发现前两个api始终会执行完成，并输出时间；第三个会在取消后停止响应。



正确使用异步，可以有效地提升服务端的资源使用状况。

• 谨防阻塞：
  

记一次性能故障排查
桂素伟，公众号：桂迹记一次性能故障排查

• 大集合化整为零：用最正确的集合来处理数据，不要在集中存放大量数据，这样不管对内存或之后的运算，造成负担。同时要从业务层次评估计集合的最大上限。
  
• 避免在Host生成文件
  

再记一次MemoryLeak分析
桂素伟，公众号：桂迹再记一次Memory Leak分析

• 复杂方法要比对：
  
  

using BenchmarkDotNet.Attributes;using BenchmarkDotNet.Jobs;using BenchmarkDotNet.Running;using PerformanceDemo;using System.Collections.Generic;using System.Xml.Linq; var summary = BenchmarkRunner.Run(typeof(CustomTypeTest)); public class CustomTypeTest{     [Benchmark]    [Arguments(2000)]    public Dictionary<string, SBook> GetBook1(int count)    {        var sbookDic = new Dictionary<string, SBook>();        for (var i = 0; i <= count; i++)        {            sbookDic.Add($"张{i}丰", new SBook()            {                Id = i,                Name = "C#从入门到精通",                Author = $"张{i}丰",                Title = "C#1.0",                Description = "这是一本书"            });        }        return sbookDic;}    [Benchmark]    [Arguments(2000)]    public Dictionary<string, Book> GetBook2(int count)    {        var bookDic = new Dictionary<string, Book>();        for (var i = 0; i <= count; i++)        {            bookDic.Add($"张{i}丰", new Book()            {                Id = i,                Name = "C#从入门到精通",                Author = $"张{i}丰",                Title = "C#1.0",                Description = "这是一本书"            });        }        return bookDic;}    [Benchmark]    [Arguments(2000)]    public List<Book> GetBook3(int count)    {        var bookList = new List<Book>();        for (var i = 0; i <= count; i++)        {            bookList.Add(new Book            {                Id = i,                Name = "C#从入门到精通",                Author = $"张{i}丰",                Title = "C#1.0",                Description = "这是一本书"            });        }        return bookList;}    [Benchmark]    [Arguments(2000)]    public List<SBook> GetBook4(int count)    {        var sbookList = new List<SBook>();        for (var i = 0; i <= count; i++)        {            sbookList.Add(new SBook            {                Id = i,                Name = "C#从入门到精通",                Author = $"张{i}丰",                Title = "C#1.0",                Description = "这是一本书"            });        }        return sbookList;    }}public class Book{    public int Id { get; set; }    public string Name { get; set; }    public string Description { get; set; }    public string Title { get; set; }    public string Author { get; set; }}public struct SBook{    public int Id { get; set; }    public string Name { get; set; }    public string Description { get; set; }    public string Title { get; set; }    public string Author { get; set; }}下面是比较结果：

• 让每个API轻巧快速
  
• 有一颗追求性能的心——关注.NET版本
  关于在开发层次的性能注意事项有很多，这是根据不同的项目，使用不同的类库决定的，上面只是我性能化化中的几个代表性场景。
  
  
• 设计应用-发布
  

配置：GC方式 工作站方式，服务器方式：CPU使用率比内存更重要，服务器GC性能更好；内存利用率较高而 CPU 使用率相对较低，工作站 GC 性能更高。
发布方式：默认和R2R首次请求时间和体积不同

• 正确测试
  
  
  
• 测性能的正确姿势
  

尽量与生产环境一致
要有监控，通过监控数据对比发现问题
不要打满资源：CPU<90%，内存少于最大值
让子弹多飞会儿，观察内存是有什么不一样

• 遇到问题借助工具
  

dotnet-dump
dotnet-counters

• 前人经验也很宝贵
  

https://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/core/diagnostics/

• 性能优化
  
  
• 减少响应时间：
  

优化&简化流程
优化调用链路上的函数
把关系数据库操作转成缓存操作
用BenchmarkDotNet

• 提升TPS：
  

优先降低性能测中的较高资源
让应用性能是线性的，可以轻松地通过扩容来提升TPS

经过上面的分享，可以得出：
高性能：一定不是架构出来的，但一定是优化出来的。
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