如何看待 .NET Native，真能达到 C++ 的性能、C# 的生产效率吗？
.NET Native，这个项目曾经承载了微软对.NET未来发展的美好愿景，它被寄予厚望，希望能够一举解决.NET在某些领域，特别是性能敏感型应用和跨平台原生开发上的短板。那么，.NET Native 究竟能否如其名所愿，达到 C++ 的性能，同时保留 C 的开发效率呢？这是一个非常值得深入探讨的问题。
首先，让我们来回顾一下 .NET Native 的初衷。在它诞生的那个时代，C++ 依然是性能的代名词，尤其是在游戏开发、系统编程、高性能计算等领域，C++ 的直接内存访问和精细的控制能力，是其他语言难以比拟的。而 C 凭借其优雅的语法、强大的类型系统、便捷的垃圾回收以及丰富的框架，在企业应用、Web 开发、移动开发等领域展现出极高的生产力。微软希望 .NET Native 能够打破这种“二选一”的局面，让开发者能够用 C 的生产力去编写 C++ 级别的性能应用。
从技术实现上看，.NET Native 的核心在于“编译”。传统的 .NET 应用，无论是 .NET Framework 还是 .NET Core（现在是 .NET 5+），都是通过 JIT（JustInTime）编译或者 AOT（AheadOfTime）编译到中间语言（IL），然后在运行时由 JIT 编译器编译成本地机器码。而 .NET Native 的核心是将 C 代码在编译时就直接编译成优化的本地机器码，并且进行了大量的优化，包括：
移除运行时（Runtime）： .NET Native 移除了传统的 .NET 运行时，这意味着像垃圾回收（GC）、类型反射等一部分运行时服务会被静态分析和编译时生成。这显著减小了应用体积，也避免了运行时带来的性能开销。
全面的 AOT 编译： 所有的 IL 代码都在编译时被转换为高度优化的本地代码。这消除了 JIT 编译的启动延迟，并且可以在编译时进行更深入的优化，比如内联、死代码消除、寄存器分配等等，这些都是 C++ 编译器常用的优化手段。
静态链接： .NET Native 将所需的 .NET 库和框架也进行静态链接，进一步减小了运行时依赖，使得应用更加独立和高效。
理论上，通过这些手段，.NET Native 确实能够显著提升性能，甚至在某些场景下接近 C++ 的水平。例如，在 UWP（Universal Windows Platform）应用开发中，.NET Native 被广泛应用，并且确实带来了非常可观的性能提升，启动速度更快，内存占用更少。对于那些对性能有极致要求的 Windows 应用，.NET Native 提供了一种全新的可能性。
那么，它真的能达到 C++ 的性能吗？这里需要打一个问号。C++ 的性能优势不仅仅在于 AOT 编译，更在于其 低级内存控制。C++ 允许开发者直接操作内存，手动管理对象的生命周期，精确控制数据布局，这些都是 C++ 在某些极端性能场景下无可替代的原因。.NET Native 虽然通过 AOT 编译减少了运行时开销，但它本质上还是托管代码。垃圾回收机制虽然被优化，但终究还是存在。某些底层硬件交互、零拷贝数据传输等场景，C 的抽象层仍然会带来一些不可避免的开销。所以，说“达到 C++ 的性能”可能有些过于绝对，更准确的说法是“在很多场景下非常接近 C++ 的性能”，或者“在不依赖 C++ 极致低级控制的场景下，能够提供与 C++ 相媲美的性能”。
至于 C 的生产效率，.NET Native 确实在这方面做得不错。它保留了 C 语言本身的优点：
强大的类型系统： 编译时就能发现大量的错误，减少运行时异常。
自动内存管理： 尽管 .NET Native 优化了 GC，但对于开发者来说，仍然无需像 C++ 那样手动管理内存，这极大地提高了开发效率，降低了内存泄露的风险。
丰富的类库和框架： 开发者依然可以享受 .NET 生态提供的各种便利，无论是 WPF、WinForms，还是后来的 Xamarin/MAUI，都能够用 C 的方式快速开发。
现代化的语言特性： C 不断引入 LINQ、async/await、模式匹配等高级特性，这些都能显著提升开发效率和代码质量。
因此，在保留 C 的生产效率方面，.NET Native 是成功的。它让开发者可以用自己熟悉的语言和工具，去构建高性能的应用。
然而，.NET Native 也并非没有缺点，这也是它未能完全普及，甚至在微软的后续战略中有所淡出的原因之一：
编译时间长： 全面的 AOT 编译和静态链接过程，使得编译时间相较于传统的 JIT 编译应用大大增加，尤其是在大型项目中。
调试困难： 由于编译成高度优化的本地代码，并且移除了部分运行时，.NET Native 应用的调试过程会比传统的 .NET 应用更具挑战性。
生态依赖： .NET Native 主要集中在 Windows 平台（尤其是 UWP），对于跨平台的支持相对有限。虽然微软后来通过 Xamarin 和 .NET MAUI 实现了跨平台的 AOT 编译，但其实现方式和 .NET Native 的概念有所不同，更侧重于将 C 代码编译成原生 UI 和原生代码，而非完全移除 .NET 运行时。
灵活性受限： 移除运行时和静态链接，也意味着在运行时动态加载代码、修改 IL 等 .NET 的一些高级特性会受到限制，或者需要更复杂的处理。
总而言之，.NET Native 是一项非常有价值的尝试，它证明了 .NET 平台在追求高性能方面的潜力。它确实在很多场景下能够提供接近 C++ 的性能，并且完全保留了 C 的高生产力。然而，它并非万能药，尤其是在对 C++ 极致低级控制有需求的领域，它可能仍然有其局限性。同时，它所带来的编译时间、调试难度等问题，也使得它在某些项目类型和开发流程中并不适用。
随着 .NET Core 乃至 .NET 5+ 的发展，微软将 .NET 的性能进行了大量的优化，包括更高效的 JIT 编译器、更先进的 GC 算法，以及支持更广泛的 AOT 场景（例如 .NET 6+ 的 SingleFile Executables 和 Native AOT for Console Apps）。这些发展在某种程度上也吸收了 .NET Native 的一些优点，并且以更灵活、更易用的方式推广到 .NET 的各个角落。因此，虽然 .NET Native 本身作为一个独立项目可能没有像最初设想的那样成为主流，但它所代表的“原生化 .NET”的理念，以及它在性能优化方面的探索，对 .NET 生态的进步产生了深远的影响。
首先，让我们来回顾一下 .NET Native 的初衷。在它诞生的那个时代，C++ 依然是性能的代名词，尤其是在游戏开发、系统编程、高性能计算等领域，C++ 的直接内存访问和精细的控制能力，是其他语言难以比拟的。而 C 凭借其优雅的语法、强大的类型系统、便捷的垃圾回收以及丰富的框架，在企业应用、Web 开发、移动开发等领域展现出极高的生产力。微软希望 .NET Native 能够打破这种“二选一”的局面，让开发者能够用 C 的生产力去编写 C++ 级别的性能应用。
从技术实现上看，.NET Native 的核心在于“编译”。传统的 .NET 应用，无论是 .NET Framework 还是 .NET Core（现在是 .NET 5+），都是通过 JIT（JustInTime）编译或者 AOT（AheadOfTime）编译到中间语言（IL），然后在运行时由 JIT 编译器编译成本地机器码。而 .NET Native 的核心是将 C 代码在编译时就直接编译成优化的本地机器码，并且进行了大量的优化，包括：
移除运行时（Runtime）： .NET Native 移除了传统的 .NET 运行时，这意味着像垃圾回收（GC）、类型反射等一部分运行时服务会被静态分析和编译时生成。这显著减小了应用体积，也避免了运行时带来的性能开销。
全面的 AOT 编译： 所有的 IL 代码都在编译时被转换为高度优化的本地代码。这消除了 JIT 编译的启动延迟，并且可以在编译时进行更深入的优化，比如内联、死代码消除、寄存器分配等等，这些都是 C++ 编译器常用的优化手段。
静态链接： .NET Native 将所需的 .NET 库和框架也进行静态链接，进一步减小了运行时依赖，使得应用更加独立和高效。
理论上，通过这些手段，.NET Native 确实能够显著提升性能，甚至在某些场景下接近 C++ 的水平。例如，在 UWP（Universal Windows Platform）应用开发中，.NET Native 被广泛应用，并且确实带来了非常可观的性能提升，启动速度更快，内存占用更少。对于那些对性能有极致要求的 Windows 应用，.NET Native 提供了一种全新的可能性。
那么，它真的能达到 C++ 的性能吗？这里需要打一个问号。C++ 的性能优势不仅仅在于 AOT 编译，更在于其 低级内存控制。C++ 允许开发者直接操作内存，手动管理对象的生命周期，精确控制数据布局，这些都是 C++ 在某些极端性能场景下无可替代的原因。.NET Native 虽然通过 AOT 编译减少了运行时开销，但它本质上还是托管代码。垃圾回收机制虽然被优化，但终究还是存在。某些底层硬件交互、零拷贝数据传输等场景，C 的抽象层仍然会带来一些不可避免的开销。所以，说“达到 C++ 的性能”可能有些过于绝对，更准确的说法是“在很多场景下非常接近 C++ 的性能”，或者“在不依赖 C++ 极致低级控制的场景下，能够提供与 C++ 相媲美的性能”。
至于 C 的生产效率，.NET Native 确实在这方面做得不错。它保留了 C 语言本身的优点：
强大的类型系统： 编译时就能发现大量的错误，减少运行时异常。
自动内存管理： 尽管 .NET Native 优化了 GC，但对于开发者来说，仍然无需像 C++ 那样手动管理内存，这极大地提高了开发效率，降低了内存泄露的风险。
丰富的类库和框架： 开发者依然可以享受 .NET 生态提供的各种便利，无论是 WPF、WinForms，还是后来的 Xamarin/MAUI，都能够用 C 的方式快速开发。
现代化的语言特性： C 不断引入 LINQ、async/await、模式匹配等高级特性，这些都能显著提升开发效率和代码质量。
因此，在保留 C 的生产效率方面，.NET Native 是成功的。它让开发者可以用自己熟悉的语言和工具，去构建高性能的应用。
然而，.NET Native 也并非没有缺点，这也是它未能完全普及，甚至在微软的后续战略中有所淡出的原因之一：
编译时间长： 全面的 AOT 编译和静态链接过程，使得编译时间相较于传统的 JIT 编译应用大大增加，尤其是在大型项目中。
调试困难： 由于编译成高度优化的本地代码，并且移除了部分运行时，.NET Native 应用的调试过程会比传统的 .NET 应用更具挑战性。
生态依赖： .NET Native 主要集中在 Windows 平台（尤其是 UWP），对于跨平台的支持相对有限。虽然微软后来通过 Xamarin 和 .NET MAUI 实现了跨平台的 AOT 编译，但其实现方式和 .NET Native 的概念有所不同，更侧重于将 C 代码编译成原生 UI 和原生代码，而非完全移除 .NET 运行时。
灵活性受限： 移除运行时和静态链接，也意味着在运行时动态加载代码、修改 IL 等 .NET 的一些高级特性会受到限制，或者需要更复杂的处理。
总而言之，.NET Native 是一项非常有价值的尝试，它证明了 .NET 平台在追求高性能方面的潜力。它确实在很多场景下能够提供接近 C++ 的性能，并且完全保留了 C 的高生产力。然而，它并非万能药，尤其是在对 C++ 极致低级控制有需求的领域，它可能仍然有其局限性。同时，它所带来的编译时间、调试难度等问题，也使得它在某些项目类型和开发流程中并不适用。
随着 .NET Core 乃至 .NET 5+ 的发展，微软将 .NET 的性能进行了大量的优化，包括更高效的 JIT 编译器、更先进的 GC 算法，以及支持更广泛的 AOT 场景（例如 .NET 6+ 的 SingleFile Executables 和 Native AOT for Console Apps）。这些发展在某种程度上也吸收了 .NET Native 的一些优点，并且以更灵活、更易用的方式推广到 .NET 的各个角落。因此，虽然 .NET Native 本身作为一个独立项目可能没有像最初设想的那样成为主流，但它所代表的“原生化 .NET”的理念，以及它在性能优化方面的探索，对 .NET 生态的进步产生了深远的影响。
网友意见
@RednaxelaFX
的答案不错, 我去.NET Native看了一下，做了大量优化，不仅仅是启动优化。
Microsoft .NET Native====================================================================
Native只是优化启动过程，对整体没有大的改善。像.net, java这种托管代码，效率永远不可能达到c/c++的水平。因为他们在运行时会做许多检测，如数组坐标是否溢出，null引用方法调用等等，这些c/c++根本不做，交给程序员自己解决。这也是为什么c#图形处理用unsafe，在里面使用指针提高效率的原因。
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