【翻译】.NET 5 RC1发布

9月14日，.NET5发布了(Release Candidate)RC1版本，RC的意思是指我们可以进行使用，并且RC版本得到了支持，该版本很接近.NET5.0的最终版本，也是11月正式版本之前两个RC版本中的其中一个。目前，开发团队正在寻找在.NET5发布之前剩余的bug，当然他们也希望我们的反馈以帮助他们顺利的完成.NET5的开发计划。

开发团队在今天还发布了ASP.NET Core和EF Core的RC1版本。

现在我们可以进行下载用于Windows、macOS和Linux的.NET5

• Installers and binaries
• Container images
• Snap installer
• Release notes
• Known issues
• GitHub issue tracker

如果要使用.NET5，我们需要使用最新的Visual Studio预览版(包括Visual Studio for Mac)

在.NET5中有许多的改进，特别是对单文件可执行应用程序、更小的容器映像、更强大的JsonSerializer api、BCL nullable reference type annotated、新target framework names，以及对Windows ARM64的支持。在.NET库中，GC和JIT的性能都得到了极大的提升，ARM64是性能优化的重点，它为我们带来了更好的吞吐量和更小的二进制文件。.NET5.0包含了新的语言版本，C#9和F#5.0。

下面还有他们最近发布的一些有关于.NET5.0新功能的文章，大家可以阅读一下：

• F# 5 update for August
• ARM64 Performance in .NET 5
• Improvements in native code interop in .NET 5.0
• Introducing the Half type!
• App Trimming in .NET 5
• Customizing Trimming in .NET 5
• Automatically find latent bugs in your code with .NET 5

其实就像在.NET5 Preview8中一样，在本章还是像上一章一样选择了一些特性来进行深入的研究介绍，在本章中将深入的讨论C#9中新特性records 和System.Text.Json.JsonSerializer，它们是独立的特性，但也是很好的一个组合，特别是在我们花费一些时间去为反序列化的JSON对象设计POCO类型时。

C# 9 — Records

Records可能是c#9中最重要的一个新特性，它们提供了一个广泛的特性集(对于一种语言类型)，其中一些需要RC1或更高的版本(如record.ToString())。

将records看作不可变类是最简单的方式，在特性方面，它们很接近元组(Tuple),可以将他们视为具有属性和不可变性的自定义元组。在今天使用元组的许多情况下，records可以更好的提供这些元组。

如果你正在使用C#，你会得到最好的体验，如果你使用命名类型（相对于像元组这样的特性）。静态类型是该语言主要的设计要点，records使小型类型更容易使用，并在整个应用程序中利用类型安全。

Records are immutable data types

Records使我们能够创建不可变的数据类型，这对于定义存储少量数据的类型非常有用。

下面是一个records的示例，它存储登录用户信息.

public record LoginResource(string Username, string Password, bool RememberMe);

在语义中与下面的几乎完全相同，当然下面将会很快的去介绍这些的差异性。

public class LoginResource
{
    public LoginResource(string username, string password, bool rememberMe)
    {
        Username = username;
        Password = password;
        RememberMe = rememberMe;
    }

    public string Username { get; init; }
    public string Password { get; init; }
    public bool RememberMe { get; init; }
}

init是一个新的关键字，它是set的代替，set允许我们在任何时候分配一个属性，init只允许在对象构建期间进行属性的赋值操作，它是records的不变性所依赖的基础，任何类型都可以使用init。正如我们在前面的定义中所看到的那样，它不是特定于records的。

private set看起来类似于init;private set防止其他代码（类型以外的代码）改变数据，当类型（在构建之后）意外的改变属性时，init将在编译器生成时返回错误。private set并非旨在为不可变数据建模，因此当类型在构造后使属性值发生冲突时，private set不会产生任何编辑器错误或者警告。

Records are specialized classes

正如上面提到的LoginResource的records的变量和类变量几乎是相同的，类定义是记录的一个语义相同的子集，records 提供了更多的、专门的行为。

下面是比较一个record和一个使用init而不是set作为属性类之间的比较。

有什么相同？

• Construction
• Immutability
• Copy semantics (records are classes under the hood)

有什么不同？

• records相等性是基于内容的。基于对象标识的类相等性
• records提供了一个GetHashCode()实现，它基于record内容
• records提供一个IEquatable实现。它使用唯一的GetHashCode()行为作为机制，为record提供基于内容的相等语义。
• 覆盖Record ToString()以打印record内容。

record和类(使用init)之间的差异可以在LoginResource作为记录和LoginResource作为类的反汇编中看到。

下面代码片段中将演示这些差异

using System;
using System.Linq;
using static System.Console;

var user = "Lion-O";
var password = "jaga";
var rememberMe = true;
LoginResourceRecord lrr1 = new(user, password, rememberMe);
var lrr2 = new LoginResourceRecord(user, password, rememberMe);
var lrc1 = new LoginResourceClass(user, password, rememberMe);
var lrc2 = new LoginResourceClass(user, password, rememberMe);

WriteLine($"Test record equality -- lrr1 == lrr2 : {lrr1 == lrr2}");
WriteLine($"Test class equality  -- lrc1 == lrc2 : {lrc1 == lrc2}");
WriteLine($"Print lrr1 hash code -- lrr1.GetHashCode(): {lrr1.GetHashCode()}");
WriteLine($"Print lrr2 hash code -- lrr2.GetHashCode(): {lrr2.GetHashCode()}");
WriteLine($"Print lrc1 hash code -- lrc1.GetHashCode(): {lrc1.GetHashCode()}");
WriteLine($"Print lrc2 hash code -- lrc2.GetHashCode(): {lrc2.GetHashCode()}");
WriteLine($"{nameof(LoginResourceRecord)} implements IEquatable<T>: {lrr1 is IEquatable<LoginResourceRecord>} ");
WriteLine($"{nameof(LoginResourceClass)}  implements IEquatable<T>: {lrr1 is IEquatable<LoginResourceClass>}");
WriteLine($"Print {nameof(LoginResourceRecord)}.ToString -- lrr1.ToString(): {lrr1.ToString()}");
WriteLine($"Print {nameof(LoginResourceClass)}.ToString  -- lrc1.ToString(): {lrc1.ToString()}");

public record LoginResourceRecord(string Username, string Password, bool RememberMe);

public class LoginResourceClass
{
    public LoginResourceClass(string username, string password, bool rememberMe)
    {
        Username = username;
        Password = password;
        RememberMe = rememberMe;
    }

    public string Username { get; init; }
    public string Password { get; init; }
    public bool RememberMe { get; init; }
}

注意：我们会注意到LoginResource类型以Record和Class结束。该模式并不是新的命名模式的规范，这样命名只是为了我们在代码片段中有相同类型的record和类变量。请不要这样命名我们的类型。

如下是上面代码的输出内容

rich@thundera records % dotnet run
Test record equality -- lrr1 == lrr2 : True
Test class equality  -- lrc1 == lrc2 : False
Print lrr1 hash code -- lrr1.GetHashCode(): -542976961
Print lrr2 hash code -- lrr2.GetHashCode(): -542976961
Print lrc1 hash code -- lrc1.GetHashCode(): 54267293
Print lrc2 hash code -- lrc2.GetHashCode(): 18643596
LoginResourceRecord implements IEquatable<T>: True
LoginResourceClass  implements IEquatable<T>: False
Print LoginResourceRecord.ToString -- lrr1.ToString(): LoginResourceRecord { Username = Lion-O, Password = jaga, RememberMe = True }
Print LoginResourceClass.ToString -- lrc1.ToString(): LoginResourceClass

Record syntax

有多种用于声明records的用例，在使用过每种方式后，我们就会对每一种模式的好处有所了解，我们还能看到不同方式，他们不是不同的语法而是多种选择。

第一个方式是最简单的，但是它的灵活性比较小，它适用于具有少量必需属性的records。

下面是前面显示的LoginResource record，作为此模式的一个示例。这一行是的定义

public record LoginResource(string Username, string Password, bool RememberMe);

构造遵循具有参数的构造函数的要求（包括允许使用可选参数）。

var login = new LoginResource("Lion-O", "jaga", true);

还可以使用目标类型。

LoginResource login = new("Lion-O", "jaga", true);

下一个语法使所有属性都是可选的。为record提供了一个隐式无参数构造函数。

public record LoginResource
{
    public string Username {get; init;}
    public string Password {get; init;}
    public bool RememberMe {get; init;}
}

构造使用对象初始化器，看起来像下面这样

LoginResource login = new() 
{
    Username = "Lion-O", 
    TemperatureC = "jaga"
};

如果我们想让这两个属性是必须的，另一个是可选属性，那么我们可以通过如下方式实现

public record LoginResource(string Username, string Password)
{
    public bool RememberMe {get; init;}
}

构造可能如下所示，其中未指定RememberMe

LoginResource login = new("Lion-O", "jaga");

如果说要指定RememberMe可以通过如下方式来实现

LoginResource login = new("Lion-O", "jaga")
{
    RememberMe = true
};

如果说我们不认为record只用于不可变数据，那么我们可以选择公开可变属性，如下代码片段所示，该片段展示了关于电池的信息。Model和TotalCapacityAmpHours属性是不可变的，而剩余的容量百分比是可变的。

using System;

Battery battery = new Battery("CR2032", 0.235)
{
    RemainingCapacityPercentage = 100
};

Console.WriteLine (battery);

for (int i = battery.RemainingCapacityPercentage; i >= 0; i--)
{
    battery.RemainingCapacityPercentage = i;
}

Console.WriteLine (battery);

public record Battery(string Model, double TotalCapacityAmpHours)
{
    public int RemainingCapacityPercentage {get;set;}
}

输出结果如下所示：

rich@thundera recordmutable % dotnet run
Battery { Model = CR2032, TotalCapacityAmpHours = 0.235, RemainingCapacityPercentage = 100 }
Battery { Model = CR2032, TotalCapacityAmpHours = 0.235, RemainingCapacityPercentage = 0 }

Non-destructive record mutation

不变性是给我们带来了很多的好处，但是我们也很快的发现了需要修改record的情况，在不放弃record的情况下，我们该如何处理这种情况呢？with表达式可以满足这些需求，它可以根据相同类型的现有record来创建新record，我们可以指定想要的不同的新值，并从现有的record中复制所有其他属性.

现在我们有个需求就是将用户名转换为小写，这样的情况下我们才可以将其保存到我们的数据库中，如果说处理这个需求我们可能会像如下代码片段中这样去处理：

LoginResource login = new("Lion-O", "jaga", true);
LoginResource loginLowercased = lrr1 with {Username = login.Username.ToLowerInvariant()};

登录record没有被更改，事实上，这是不可能的，转换只影响了loginLowercased，除了小写转换为loginLowercased之外其他与登录相同。

我们可以使用内置的ToString()覆盖检查with是否完成了预期的工作。

Console.WriteLine(login);
Console.WriteLine(loginLowercased);

下面代码是输出

LoginResource { Username = Lion-O, Password = jaga, RememberMe = True }
LoginResource { Username = lion-o, Password = jaga, RememberMe = True }

我们可以进一步的了解with的工作原理，它将所有的值从一条record复制到另一条record。这不是一个record依赖于另一个record的委托模型。事实上with操作完成后，两个record之间就没有关系了，只对record的构建有意义，这就意味着对于引用类型，副本只是引用副本。对于值类型，复制值.

您可以使用以下代码查看该语义。

Console.WriteLine($"Record equality: {login == loginLowercased}");
Console.WriteLine($"Property equality: Username == {login.Username == loginLowercased.Username}; Password == {login.Password == loginLowercased.Password}; RememberMe == {login.RememberMe == loginLowercased.RememberMe}");

输出：

Record equality: False
Property equality: Username == False; Password == True; RememberMe == True

Record inheritance

扩展record很容易，假设一个新的LastLoggedIn属性，可以将其直接添加到LoginResource,record不像传统的接口那样脆弱，除非我们想创建需要构造函数参数的新属性.

这个新的record可以基于如下的LoginResource

public record LoginResource(string Username, string Password)
{
    public bool RememberMe {get; init;}
}

新的record可能就是如下这样

public record LoginWithUserDataResource(string Username, string Password, DateTime LastLoggedIn) : LoginResource(Username, Password)
{
    public int DiscountTier {get; init};
    public bool FreeShipping {get; init};
}

现在已经将LastLoggedIn设置为一个必须的属性，并且也增加了可选的属性

Modeling record construction helpers

我们一起来看另一个例子，测量体重，体重的测量来自一个互联网的秤，重量是以公斤来指定的，但是某些情况下，重点需要以磅来提供。

可以通过如下代码片段进行声明

public record WeightMeasurement(DateTime Date, int Kilograms)
{
    public int Pounds {get; init;}

    public static int GetPounds(int kilograms) => kilograms * 2.20462262;
}

这就是构造的样子

var weight = 200;
WeightMeasurement measurement = new(DateTime.Now, weight)
{
    Pounds = WeightMeasurement.GetPounds(weight)
};

在本例中，有必要将权重指定为local。不可能在对象初始化器中访问公斤属性。还需要将GetPounds定义为静态方法。不可能在对象初始化器中调用实例方法(对于正在构造的类型)。

Records and Nullability

一切都是不可变的，那么空值从何而来?不完全是。不可变属性可以是null，并且在这种情况下将始终是null。

让我们看看另一个没有启用可空性的程序。

using System;
using System.Collections.Generic;

Author author = new(null, null);

Console.WriteLine(author.Name.ToString());

public record Author(string Name, List<Book> Books)
{
    public string Website {get; init;}
    public string Genre {get; init;}
    public List<Author> RelatedAuthors {get; init;}
}

public record Book(string name, int Published, Author author);

这个程序将编译并抛出一个NullReference异常，这是由于取消引用author.Name为空。

为了进一步说明这一点，将不编译以下内容。author.Name 初始化为null，然后不能更改，因为属性是不可变的。

Author author = new(null, null);
author.Name = "Colin Meloy";

下面启动可空性

<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">

  <PropertyGroup>
    <OutputType>Exe</OutputType>
    <TargetFramework>net5.0</TargetFramework>
    <LangVersion>preview</LangVersion>
    <Nullable>enable</Nullable>
  </PropertyGroup>

</Project>

下面我们能看到一堆这样的警告

/Users/rich/recordsnullability/Program.cs(8,21): warning CS8618: Non-nullable property 'Website' must contain a non-null value when exiting constructor. Consider declaring the property as nullable. [/Users/rich/recordsnullability/recordsnullability.csproj]

用null注释更新了Author record，这些注释描述了我打算使用的record。

public record Author(string Name, List<Book> Books)
{
    public string? Website {get; init;}
    public string? Genre {get; init;}
    public List<Author>? RelatedAuthors {get; init;}
}

仍然得到了对null的警告，null构造的Author之前看到。

/Users/rich/recordsnullability/Program.cs(5,21): warning CS8625: Cannot convert null literal to non-nullable reference type. [/Users/rich/recordsnullability/recordsnullability.csproj]

很好，因为我们想避免这种情况。 现在，下面展示该程序的更新版本，该版本可以很好地运行并享有可空性的好处。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics.CodeAnalysis;


Author lord = new Author("Karen Lord")
{
    Website = "https://karenlord.wordpress.com/",
    RelatedAuthors = new()
};

lord.Books.AddRange(
    new Book[] 
    {
        new Book("The Best of All Possible Worlds", 2013, lord),
        new Book("The Galaxy Game", 2015, lord)
    }
);

lord.RelatedAuthors.AddRange(
    new Author[]
    {
        new ("Nalo Hopkinson"),
        new ("Ursula K. Le Guin"),
        new ("Orson Scott Card"),
        new ("Patrick Rothfuss")    
    }
);

Console.WriteLine($"Author: {lord.Name}");
Console.WriteLine($"Books: {lord.Books.Count}");
Console.WriteLine($"Related authors: {lord.RelatedAuthors.Count}");


public record Author(string Name)
{
    private List<Book> _books = new();

    public List<Book> Books => _books;

    public string? Website {get; init;}
    public string? Genre {get; init;}
    public List<Author>? RelatedAuthors {get; init;}
}

public record Book(string name, int Published, Author author);

该程序在编译时不会出现可空的警告。

大家可能对下面这句有疑惑

lord.RelatedAuthors.AddRange(

Author.RelatedAuthors可以为null。 编译器可以看到，RelatedAuthors属性的设置只是前面几行，因此它知道RelatedAuthors引用将为非null。

但是，想象一下这个程序看起来是这样的。

Author GetAuthor()
{
    return new Author("Karen Lord")
    {
        Website = "https://karenlord.wordpress.com/",
        RelatedAuthors = new()
    };
}

Author lord = GetAuthor();

编译器没有流程分析技巧，无法知道当类型构造在单独的方法中时，RelatedAuthor将为非空。 在这种情况下，将需要以下两种模式之一

lord.RelatedAuthors!.AddRange(

or

if (lord.RelatedAuthors is object)
{
    lord.RelatedAuthors.AddRange( ...
}

这是一个关于记录可空性的冗长演示，只是为了说明它不会改变使用可空引用类型的任何体验。

另外，您可能已经注意到，我将Author record上的Books属性移动为初始化的get-only属性，而不是记录构造函数中的必需参数。 这是由于作者与书籍之间存在循环关系。 不变性和循环引用可能会引起头痛。 在这种情况下可以，并且仅表示需要在Book对象之前创建所有Author对象。 结果，无法提供完全初始化的Book对象集作为Author结构的一部分。 作为Author结构的一部分，我们可以期望的最好的是一个空的List 。 结果，初始化空的List 作为Author结构的一部分似乎是最佳选择。 没有规则要求所有这些属性都必须是init样式。这样做只是为了演示该行为。

我们将过渡到谈论JSON序列化。 这个带有循环引用的示例与不久之后的在JSON对象图中保存引用有关。 JsonSerializer支持带有循环引用的对象图，但不支持带有参数化构造函数的类型。 您可以将Author对象序列化为JSON，但不能序列化为当前定义的Author对象。 如果Author不是记录或没有循环引用，那么JsonSerializer可以同时进行序列化和反序列化。

System.Text.Json

.NET 5.0中对System.Text.Json进行了显着改进，以提高性能，可靠性，当然如果熟悉Newtonsoft.Json那么用起来更容易， 它还包括对将JSON对象反序列化为记录的支持，本文前面已介绍了新的C＃功能

如果要使用System.Text.Json替代Newtonsoft.Json，则应查看迁移指南。 该指南阐明了这两个API之间的关系。 System.Text.Json旨在涵盖与Newtonsoft.Json相同的许多场景，但并不旨在替代流行的JSON库或与流行的JSON库实现功能对等。 我们尝试在性能和可用性之间保持平衡，并在设计选择中偏向性能。

HttpClient extension methods

JsonSerializer扩展方法现在在HttpClient上公开，并且极大地简化了同时使用这两个api。这些扩展方法消除了复杂性，并为您处理各种场景，包括处理内容流和验证内容媒体类型。Steve Gordon很好地解释了使用带有System.Net.Http.Json的HttpClient发送和接收JSON的好处。

下面的示例使用新的GetFromJsonAsync()扩展方法将天气预报JSON数据反序列化为预报记录。

using System;
using System.Net.Http;
using System.Net.Http.Json;

string serviceURL = "https://localhost:5001/WeatherForecast";
HttpClient client = new();
Forecast[] forecasts = await client.GetFromJsonAsync<Forecast[]>(serviceURL);

foreach(Forecast forecast in forecasts)
{
    Console.WriteLine($"{forecast.Date}; {forecast.TemperatureC}C; {forecast.Summary}");
}

// {"date":"2020-09-06T11:31:01.923395-07:00","temperatureC":-1,"temperatureF":31,"summary":"Scorching"}            
public record Forecast(DateTime Date, int TemperatureC, int TemperatureF, string Summary);

这段代码非常紧凑!它依赖于来自c#9的顶级程序和record，以及新的GetFromJsonAsync()扩展方法。在foreach和await的使用中可能大家会怀疑是否对流JSON对象的支持，在未来版本中是支持的。

大家可以在自己的机器上试试。下面的.NET SDK命令将使用WebAPI模板创建一个天气预报服务。默认情况下，它将在以下URL公开服务:https://localhost:5001/WeatherForecast。这与示例中使用的URL相同。

rich@thundera ~ % dotnet new webapi -o webapi
rich@thundera ~ % cd webapi 
rich@thundera webapi % dotnet run

确保已经运行dotnet dev-certs https——首先信任，否则客户端和服务器之间的握手将不起作用。如果有问题，请参见信任ASP.NET Core HTTPS开发证书。

然后可以运行前面的示例。

rich@thundera ~ % git clone https://gist.github.com/3b41d7496f2d8533b2d88896bd31e764.git weather-forecast
rich@thundera ~ % cd weather-forecast
rich@thundera weather-forecast % dotnet run
9/9/2020 12:09:19 PM; 24C; Chilly
9/10/2020 12:09:19 PM; 54C; Mild
9/11/2020 12:09:19 PM; -2C; Hot
9/12/2020 12:09:19 PM; 24C; Cool
9/13/2020 12:09:19 PM; 45C; Balmy

Improved support for immutable types

其实定义不可变类型有多种方式，records只是最新的一种，JsonSerializer现在支持不可变类型

在下面示例中，我们将看到带有不可变结构的序列化

using System;
using System.Text.Json;
using System.Text.Json.Serialization;

var json = "{\"date\":\"2020-09-06T11:31:01.923395-07:00\",\"temperatureC\":-1,\"temperatureF\":31,\"summary\":\"Scorching\"} ";           
var options = new JsonSerializerOptions()
{
    PropertyNameCaseInsensitive = true,
    IncludeFields = true,
    PropertyNamingPolicy = JsonNamingPolicy.CamelCase
};
var forecast = JsonSerializer.Deserialize<Forecast>(json, options);

Console.WriteLine(forecast.Date);
Console.WriteLine(forecast.TemperatureC);
Console.WriteLine(forecast.TemperatureF);
Console.WriteLine(forecast.Summary);

var roundTrippedJson = JsonSerializer.Serialize<Forecast>(forecast, options);

Console.WriteLine(roundTrippedJson);

public struct Forecast{
    public DateTime Date {get;}
    public int TemperatureC {get;}
    public int TemperatureF {get;}
    public string Summary {get;}
    [JsonConstructor]
    public Forecast(DateTime date, int temperatureC, int temperatureF, string summary) => (Date, TemperatureC, TemperatureF, Summary) = (date, temperatureC, temperatureF, summary);
}

注意：JsonConstructor属性需要指定与struct一起使用的构造函数，对于类，如果只有一个构造函数，那么属性就不是必须的，与records相同。

输出内容：

rich@thundera jsonserializerimmutabletypes % dotnet run
9/6/2020 11:31:01 AM
-1
31
Scorching
{"date":"2020-09-06T11:31:01.923395-07:00","temperatureC":-1,"temperatureF":31,"summary":"Scorching"}

Support for records

JsonSerializer对records的支持与上面展示的不可变类型的支持几乎相同，我想在这里显示的区别是将JSON对象反序列化为一条records，该records公开了参数化的构造函数和可选的init属性。

在下面代码片段中包含了对records的定义：

using System;
using System.Text.Json;

Forecast forecast = new(DateTime.Now, 40)
{
    Summary = "Hot!"
};

string forecastJson = JsonSerializer.Serialize<Forecast>(forecast);
Console.WriteLine(forecastJson);
Forecast? forecastObj = JsonSerializer.Deserialize<Forecast>(forecastJson);
Console.Write(forecastObj);

public record Forecast (DateTime Date, int TemperatureC)
{
    public string? Summary {get; init;}
};

输出如下所示：

rich@thundera jsonserializerrecords % dotnet run
{"Date":"2020-09-12T18:24:47.053821-07:00","TemperatureC":40,"Summary":"Hot!"}
Forecast { Date = 9/12/2020 6:24:47 PM, TemperatureC = 40, Summary = Hot! }

Improved Dictionary<K,V> support

JsonSerializer现在支持具有非字符串键的字典。我们可以在下面的示例中看到它的样子。在.NET Core 3.0中，这段代码可以编译，但会抛出NotSupportedException异常。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text.Json;

Dictionary<int, string> numbers = new ()
{
    {0, "zero"},
    {1, "one"},
    {2, "two"},
    {3, "three"},
    {5, "five"},
    {8, "eight"},
    {13, "thirteen"},
    {21, "twenty one"},
    {34, "thirty four"},
    {55, "fifty five"},
};

var json = JsonSerializer.Serialize<Dictionary<int, string>>(numbers);

Console.WriteLine(json);

var dictionary = JsonSerializer.Deserialize<Dictionary<int, string>>(json);

Console.WriteLine(dictionary[55]);

输出内容：

rich@thundera jsondictionarykeys % dotnet run
{"0":"zero","1":"one","2":"two","3":"three","5":"five","8":"eight","13":"thirteen","21":"twenty one","34":"thirty four","55":"fifty five"}
fifty five

Support for fields

JsonSerializer现在支持字段。

我们可以在下面的示例中看到它的样子。在.NET Core 3.0中，JsonSerializer无法对使用字段的类型进行序列化或反序列化。对于具有字段且无法更改的现有类型来说，这是一个问题。有了这个支持，这不再是一个问题。

using System;
using System.Text.Json;

var json = "{\"date\":\"2020-09-06T11:31:01.923395-07:00\",\"temperatureC\":-1,\"temperatureF\":31,\"summary\":\"Scorching\"} ";           
var options = new JsonSerializerOptions()
{
    PropertyNameCaseInsensitive = true,
    IncludeFields = true,
    PropertyNamingPolicy = JsonNamingPolicy.CamelCase
};
var forecast = JsonSerializer.Deserialize<Forecast>(json, options);

Console.WriteLine(forecast.Date);
Console.WriteLine(forecast.TemperatureC);
Console.WriteLine(forecast.TemperatureF);
Console.WriteLine(forecast.Summary);

var roundTrippedJson = JsonSerializer.Serialize<Forecast>(forecast, options);

Console.WriteLine(roundTrippedJson);

public class Forecast{
    public DateTime Date;
    public int TemperatureC;
    public int TemperatureF;
    public string Summary;
}

输出内容：

rich@thundera jsonserializerfields % dotnet run
9/6/2020 11:31:01 AM
-1
31
Scorching
{"date":"2020-09-06T11:31:01.923395-07:00","temperatureC":-1,"temperatureF":31,"summary":"Scorching"}

Preserving references in JSON object graphs

JsonSerializer增加了对在JSON对象图中保存(循环)引用的支持。它通过存储在将JSON字符串反序列化回对象时可以重新构建的id来实现这一点。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text.Json;
using System.Text.Json.Serialization;

Employee janeEmployee = new()
{
    Name = "Jane Doe",
    YearsEmployed = 10
};

Employee johnEmployee = new()
{
    Name = "John Smith"
};

janeEmployee.Reports = new List<Employee> { johnEmployee };
johnEmployee.Manager = janeEmployee;

JsonSerializerOptions options = new()
{
    // NEW: globally ignore default values when writing null or default
    DefaultIgnoreCondition = JsonIgnoreCondition.WhenWritingDefault,
    // NEW: globally allow reading and writing numbers as JSON strings
    NumberHandling = JsonNumberHandling.AllowReadingFromString | JsonNumberHandling.WriteAsString,
    // NEW: globally support preserving object references when (de)serializing
    ReferenceHandler = ReferenceHandler.Preserve,
    IncludeFields = true, // NEW: globally include fields for (de)serialization
    WriteIndented = true,};

string serialized = JsonSerializer.Serialize(janeEmployee, options);
Console.WriteLine($"Jane serialized: {serialized}");

Employee janeDeserialized = JsonSerializer.Deserialize<Employee>(serialized, options);
Console.Write("Whether Jane's first report's manager is Jane: ");
Console.WriteLine(janeDeserialized.Reports[0].Manager == janeDeserialized);

public class Employee
{
    // NEW: Allows use of non-public property accessor.
    // Can also be used to include fields "per-field", rather than globally with JsonSerializerOptions.
    [JsonInclude]
    public string Name { get; internal set; }

    public Employee Manager { get; set; }

    public List<Employee> Reports;

    public int YearsEmployed { get; set; }

    // NEW: Always include when (de)serializing regardless of global options
    [JsonIgnore(Condition = JsonIgnoreCondition.Never)]
    public bool IsManager => Reports?.Count > 0;
}

Performance

在.NET 5.0中，JsonSerializer的性能得到了显着改善。 Stephen Toub在.NET 5中的Performance Improvements中涵盖了JsonSerializer的一些改进。 我会在这里再介绍几个。

Collections (de)serialization

本次对大型集合做了显著的改进(反序列化时为1.15x-1.5x，序列化时为1.5x-2.4x+)。我们可以在dotnet/runtime #2259中更详细地看到这些改进。

将.NET 5.0与.NET Core 3.1进行比较，对List（反序列化）的改进特别令人印象深刻。 这些变化将在高性能应用程序中非常有意义。

Method	Mean	Error	StdDev	Median	Min	Max	Gen 0	Gen 1	Gen 2	Allocated
Deserialize before	76.40 us	0.392 us	0.366 us	76.37 us	75.53 us	76.87 us	1.2169	–	–	8.25 KB
After ~1.5x faster	50.05 us	0.251 us	0.235 us	49.94 us	49.76 us	50.43 us	1.3922	–	–	8.62 KB
Serialize before	29.04 us	0.213 us	0.189 us	29.00 us	28.70 us	29.34 us	1.2620	–	–	8.07 KB
After ~2.4x faster	12.17 us	0.205 us	0.191 us	12.15 us	11.97 us	12.55 us	1.3187	–	–	8.34 KB

Property lookups — naming convention

使用JSON最常见的问题之一是命名规范与.NET设计准则不匹配。JSON属性通常是camelCase， .NET属性和字段通常是PascalCase。我们使用的json序列化器负责在命名约定之间架桥。这不是免费的，至少对.NET Core 3.1来说不是。在.NET5中，这种成本现在可以忽略不计了。

.NET 5.0中大大改进了允许缺少属性和不区分大小写的代码。 在某些情况下，速度快约1.75倍。

下面是一个简单的4个属性测试类的基准测试，它的属性名为>7 bytes。

3.1 performance
|                            Method |       Mean |   Error |  StdDev |     Median |        Min |        Max |  Gen 0 | Gen 1 | Gen 2 | Allocated |
|---------------------------------- |-----------:|--------:|--------:|-----------:|-----------:|-----------:|-------:|------:|------:|----------:|
| CaseSensitive_Matching            |   844.2 ns | 4.25 ns | 3.55 ns |   844.2 ns |   838.6 ns |   850.6 ns | 0.0342 |     - |     - |     224 B |
| CaseInsensitive_Matching          |   833.3 ns | 3.84 ns | 3.40 ns |   832.6 ns |   829.4 ns |   841.1 ns | 0.0504 |     - |     - |     328 B |
| CaseSensitive_NotMatching(Missing)| 1,007.7 ns | 9.40 ns | 8.79 ns | 1,005.1 ns |   997.3 ns | 1,023.3 ns | 0.0722 |     - |     - |     464 B |
| CaseInsensitive_NotMatching       | 1,405.6 ns | 8.35 ns | 7.40 ns | 1,405.1 ns | 1,397.1 ns | 1,423.6 ns | 0.0626 |     - |     - |     408 B |

5.0 performance
|                            Method |     Mean |   Error |  StdDev |   Median |      Min |      Max |  Gen 0 | Gen 1 | Gen 2 | Allocated |
|---------------------------------- |---------:|--------:|--------:|---------:|---------:|---------:|-------:|------:|------:|----------:|
| CaseSensitive_Matching            | 799.2 ns | 4.59 ns | 4.29 ns | 801.0 ns | 790.5 ns | 803.9 ns | 0.0985 |     - |     - |     632 B |
| CaseInsensitive_Matching          | 789.2 ns | 6.62 ns | 5.53 ns | 790.3 ns | 776.0 ns | 794.4 ns | 0.1004 |     - |     - |     632 B |
| CaseSensitive_NotMatching(Missing)| 479.9 ns | 0.75 ns | 0.59 ns | 479.8 ns | 479.1 ns | 481.0 ns | 0.0059 |     - |     - |      40 B |
| CaseInsensitive_NotMatching       | 783.5 ns | 3.26 ns | 2.89 ns | 783.5 ns | 779.0 ns | 789.2 ns | 0.1004 |     - |     - |     632 B |

TechEmpower improvement

开发团队在TechEmpower基准测试中花费了大量的精力来改进.NET的性能。使用TechEmpower JSON基准来验证这些JsonSerializer改进是很有意义的。现在性能提高了~ 19%，一旦我们将条目更新到.NET5，这将提高.NET5在基准测试中的位置。这个版本的目标是与netty相比更具竞争力，netty是一种常见的Java web服务器。

在dotnet/runtime #37976中详细介绍了这些更改和性能度量。这里有两套基准。第一个是使用团队维护的JsonSerializer性能基准测试来验证性能。观察到有~8%的改善。下一部分是关于技术授权的。它测量了满足TechEmpower JSON基准测试要求的三种不同方法。SerializeWithCachedBufferAndWriter是我们在官方基准测试中使用的

Method	Mean	Error	StdDev	Median	Min	Max	Gen 0	Gen 1	Gen 2	Allocated
SerializeWithCachedBufferAndWriter (before)	155.3 ns	1.19 ns	1.11 ns	155.5 ns	153.3 ns	157.3 ns	0.0038	–	–	24 B
SerializeWithCachedBufferAndWriter (after)	130.8 ns	1.50 ns	1.40 ns	130.9 ns	128.6 ns	133.0 ns	0.0037	–	–	24 B

如果我们看一下Min列，我们可以做一些简单的数学计算:153.3/128.6 = ~1.19。提高了19%。

Closing

本文对records和JsonSerializer有了一个更好的认识。它们只是.NET 5.0众多改进中的两个。preivew 8的文章涵盖了更大的特性集，这为5.0的价值提供了更广阔的视角。

正如我们所知道的，他们现在没有在.NET 5.0中添加任何新特性。这些后期的预览和RC的文章来涵盖开发团队已经建立的所有功能。当然大家可以在原文中进行留言，说一下在期望RC2中开发团队这边需要详细介绍的特性。

原文：https://devblogs.microsoft.com/dotnet/announcing-net-5-0-rc-1/