8KB的C#贪吃蛇游戏热点答疑和.NET7版本

在之前的一篇文章《看我是如何用C#编写一个小于8KB的贪吃蛇游戏》中，介绍了在.NET Core 3.0的环境下如何将贪吃蛇游戏降低到8KB。不过也有很多小伙伴提出了一些疑问和看法，主要是下面这几个方面：

• .NET Core 3.0可以做到这么小，那么.NET7表现会不会更好？
• 不敢在生产中用这样的方式，我看CoreRT这个仓库我看已经归档了。
• 这样子弄太麻烦了，有没有更简单的办法？

今天笔者就给大家一一解答这些问题。

.NET7下的贪吃蛇游戏、

我们知道在.NET7中已经发布了NativeAOT正式的支持，经过.NET5、.NET6的迭代，NativeAOT已经基本成熟可用，那么在.NET7中重新编译这个游戏，有没有什么进步呢？让我们来看一看。

有外网条件的朋友可以看下方的这个GITHUB链接的代码，这个代码就是提交了升级.NET7 NativeAOT的实现：
https://github.com/MichalStrehovsky/SeeSharpSnake/pull/24

使用.NET7单文件发布

为了达到我们的目的，对于这个项目的csproj文件需要有一些小的改动。首先就是将对应的TargetFramework修改为net7.0版本。

此时就已经完成.NET Core 3.1到NET7.0的迁移了，我们运行下面的命令，可以获得一个65MB大小的程序，这个和之前.NET Core 3.1没有什么区别。

dotnet publish -r win-x64 -c Release

开启IL Linker

另外后面的.NET版本支持更好的程序集剪裁，也就是IL Linker工具，我们运行命令行时/p:PublishTrimmed=true选项就可以启用。

dotnet publish -r win-x64 -c Release /p:PublishTrimmed=true

此时我们可以发现，只有11MB大小了，比.NET Core 3.0时代的25MB降低了一半多。

使用NativeAOT功能

然后我们就要开始使用.NET7的NativeAOT功能，需要在项目文件中加入<PublishAot>true</PublishAot>选项。我们加入了一个条件，在平时不开启，只有输入不同Mode的时候才开启。

dotnet publish -r win-x64 -c Release /p:Mode=NativeAOT

此时可以获得一个2.86MB大小的程序，比.NET Core 3.0时代的4.7MB要小了快一半。

使用Moderate模式

继续修改csproj文件，让它支持Moderate模式，也就是使用<IlcGenerateCompleteTypeMetadata>false</IlcGenerateCompleteTypeMetadata>不生成完整的类型元数据，另外也用<IlcOptimizationPreference>Size</IlcOptimizationPreference>让编译器为程序大小进行优化，而不是速度。由于后面的模式也需要支持这个，所以加入了很多条件编译的选项。

dotnet publish -r win-x64 -c Release /p:Mode=NativeAOT-Moderate

结果和上面的一样的2.86MB，也就是说现在NativeAOT应该默认就是Moderate模式。

进一步移除无关数据

接下来我们进一步移除无关的数据。

• 使用<EventSourceSupport>false</EventSourceSupport>关闭对EventSource的支持
• 使用<UseSystemResourceKeys>true</UseSystemResourceKeys>删除 System.* 程序集的异常消息。
• 使用<InvariantGlobalization>true</InvariantGlobalization>删除全球化特定的代码和数据。
  

dotnet publish -r win-x64 -c Release /p:Mode=NativeAOT-High

此时我们再次发布，可以看到大小已经降低到了2.15MB，比.NET Core 3.0时的3.0MB降低了快30%。

继续移除无关数据

• 通过<IlcGenerateStackTraceData>false</IlcGenerateStackTraceData>移除堆栈跟踪数据
• 通过<IlcInvariantGlobalization>true</IlcInvariantGlobalization>移除其它语言的支持
• 通过<IlcFoldIdenticalMethodBodies>true</IlcFoldIdenticalMethodBodies>将相同的方法体进行合并。

只为我们省下了几百KB，此时大小来到了1.88MB。

关闭反射

接下来我们可以继续使用<IlcDisableReflection>true</IlcDisableReflection>来关闭反射，移除掉一些反射的元数据。

dotnet publish -r win-x64 -c Release /p:Mode=NativeAOT-ReflectionFree

关闭反射后，大小来到了1.21MB，这应该是不用骚操作能达到的最小大小了。

和.NET Core 3.0的对比

下图是.NET7和.NET Core 3.0在不同模式下大小的对比，可以看到经过.NET 5.0、.NET 6.0的发展，NativeAOT变得更加成熟了。

模式	.NET Core 3.0	.NET7.0	幅度
单文件发布	65MB	65MB	0%
IL Linker剪裁	25MB	11MB	-56%
NativeAOT	4.7MB	2.86MB	-40%
NativeAOT-High	3.0MB	1.88MB	-38%
关闭反射	1.21MB	1.21MB	0%

关于CoreRT

在博客园的评论中，看到有一位朋友留言，说不敢在生产环境中使用，而且CoreRT已经归档。其实大可放心的使用，CoreRT关闭的原因也正如下面链接仓库里面说的一样，是代码已经合并到runtimelab/nativeaot项目中。
https://github.com/dotnet/corert

而NativeAOT已经从实验室中毕业，合并到dotnet/runtime中了，也就是.NET7看到的<PublishAot>选项，可以关注下面的微软文档。
https://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/core/deploying/native-aot/

NoRuntime用起来很折腾

另外看到评论区大家吐槽的点就是后面那些骚操作看起来很麻烦，有没有更简单的方式？这个其实是有的，上篇文章的作者推出了bflat这个项目。

bflat是Roslyn（生成.NET可执行文件的"官方"C#编译器）和NativeAOT（née CoreRT）的混合物，NativeAOT（née CoreRT）是基于CoreCLR的.NET的提前编译器。因此，您可以使用高性能 CoreCLR GC 和本机代码生成器 （RyuJIT） 访问最新的 C# 功能。

bflat 将两个组件合并到一个用于 C# 的提前交叉编译器和运行时中。bflat目前可以针对：

• x64/arm64 基于 glibc 的 Linux（x64 （~CentOS 7） 上为 2.17 或更高版本，arm64 （~Ubuntu 18.04）上为 2.27 或更高版本）
• arm64 基于 bionic 的 Linux（Android API 级别 21）
• x64/arm64 Windows （Windows 7 或更高版本）
• x64 UEFI（仅适用于--stdlib:zero)

对基于 musl 的 Linux 的支持正在开发中。bflat 可以生成本机可执行文件，也可以生成可通过 FFI 从其他语言调用的本机共享库，下面是它的开源地址：
https://github.com/bflattened/bflat

使用NoRuntime模式最小可以做到4KB大小，而且支持无操作系统裸机UEFI启动。

总结

我们可以惊喜的看到NativeAOT经过几年的发展已经逐步走向成熟，另外还有裸机可运行的C#程序，这给了我们很多的想象空间，可能有那么一天C#程序会运行在只有几百KB内存的物联网终端设备上，UEFI启动程序使用C#编写等等。

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