2025年C#与.NET五大必学技巧:从Task.WhenAny到内联诊断的全面解析

作者:微信公众号:【架构师老卢】
3-22 19:17
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开发方式各有千秋,但优秀的开发者总有一些独门秘籍。本文分享我的五大C#与.NET实战技巧,涵盖任务并行、数据查询优化、不可变数据建模等场景。如果您对某些内容感兴趣,欢迎在评论区留言,我们将根据需求深入展开!


示例数据模型

以下是本文示例使用的核心数据结构:

public class Product  
{  
    public int Id { get; set; }  
    public string? Title { get; set; }  
    public int Stock { get; set; }  
    public Status Status { get; set; }  
    public bool Available { get; set; }  
}  

public enum Status  
{  
    Ordered,  
    Delivered,  
    Delayed,  
    Unknown  
}  

List<Product> products = new()  
{  
    // 初始化数据(省略部分条目...)  
};  

1. Task.WhenAny:异步任务中的"谁先完成谁胜出"

(.NET Framework 4.5+)
当需要等待多个异步任务完成时,Task.WhenAnyTask.WhenAll更灵活。它返回第一个完成的Task,允许后续操作提前继续执行,而其他任务仍在后台运行。

代码示例

var tokenSource = new CancellationTokenSource();  
var token = tokenSource.Token;  

var firstTask = GetAProject(1, token);  
var secondTask = GetAProject(5, token);  

var completedTask = await Task.WhenAny(firstTask, secondTask);  
var response = await completedTask;  
tokenSource.Cancel();  

Console.WriteLine($"商品: {response.Title} - 库存: {response.Stock}");  

async Task<Product> GetAProject(int index, CancellationToken token)  
{  
    Random random = new();  
    int delay = random.Next(0, 3) * 1000;  

    await Task.Delay(delay, token);  
    return products[index]; // 注意:实际应用中应使用ProductList而非全局变量  
}  

执行效果
• 每次运行都会随机显示最先完成的任务结果
• 取消令牌(CancellationToken)确保资源及时释放


2. PLINQ:并行查询的性能飞跃

(.NET Framework 4.0+)
PLINQ(Parallel LINQ)通过将查询负载分配到多核CPU,显著提升大数据量处理的效率。只需添加.AsParallel()即可启用并行化。

基础对比示例

var stopwatch = Stopwatch.StartNew();  
var totalStockLINQ = products  
    .Where(p => p.Available && p.Stock > 0)  
    .Sum(p => p.Stock);  
stopwatch.Stop();  
Console.WriteLine($"LINQ总库存: {totalStockLINQ}, 耗时: {stopwatch.ElapsedMilliseconds}ms");  

stopwatch.Restart();  
var totalStockPLINQ = products  
    .AsParallel()  
    .Where(p => p.Available && p.Stock > 0)  
    .Sum(p => p.Stock);  
stopwatch.Stop();  
Console.WriteLine($"PLINQ总库存: {totalStockPLINQ}, 耗时: {stopwatch.ElapsedMilliseconds}ms");  

输出结果(小数据集):

LINQ总库存: 286, 耗时: 1ms  
PLINQ总库存: 286, 耗时: 2ms  

模拟大数据量优化
通过添加SimulateWork方法模拟耗时操作:

bool SimulateWork(bool condition)  
{  
    Thread.Sleep(50);  
    return condition;  
}  

优化后结果

LINQ总库存: 286, 耗时: 605ms  
PLINQ总库存: 286, 耗时: 157ms  

3. 记录类型:不可变数据的优雅实现(C# 9+)

核心价值:通过编译器生成的不可变对象,确保数据一旦创建便无法修改,大幅提升线程安全和代码可维护性。

重构Product类

// 传统类 -> 记录类型  
public record Product(int Id, string Title, int Stock, Status Status, bool Available);  

初始化与使用

public static List<Product> Products = new()  
{  
    new(1, "7Up", Status.Ordered, 10, true),  
    // ...其他数据项...  
};  

public static List<Product> GetHighStockProducts()  
{  
    return Products.Where(p => p.Stock > 10).ToList();  
}  

更新操作(不可变性的妥协方案)

public List<Product> UpdateStock(int productId, int newStock)  
{  
    return Products.Select(product =>  
        product.Id == productId ? product with { Stock = newStock } : product  
    ).ToList();  
}  

4. 结构体(struct):轻量级不可变对象的替代方案

适用场景:适用于C# 8及以下版本,或需要更高效内存管理的场景(栈分配优于堆分配)。

Product结构体定义

public struct Product  
{  
    public int Id { get; }  
    public string Title { get; }  
    public Status Status { get; }  
    public int Stock { get; }  
    public bool Available { get; }  

    public Product(int id, string title, Status status, int stock, bool available)  
    {  
        Id = id;  
        Title = title;  
        Status = status;  
        Stock = stock;  
        Available = available;  
    }  
}  

初始化与使用

public static List<Product> Products = new()  
{  
    new(1, "7Up", Status.Ordered, 10, true),  
    // ...其他数据项...  
};  

局限性
• 不支持原地修改(需创建新实例)
• 内存分配效率低于记录类型


5. Visual Studio 2022内联诊断(实验性功能)

实时错误提示的革新
在编写代码时,VS 2022通过内联诊断功能直接在代码行下方显示错误原因,告别反复悬浮鼠标查看提示。

启用步骤

  1. 打开VS选项:Tools -> Options
  2. 导航至:Text Editor -> C# -> Advanced
  3. 勾选:Display diagnostics inline (experimental)

效果演示

// 错误示例:未处理的异常  
public void Divide(int a, int b)  
{  
    int result = a / b; // 编译器直接在行下方显示"Divide by zero"警告  
}  

本期我们涵盖了异步编程、并行查询、不可变数据建模、结构体应用及IDE增强五大核心主题。这些技巧将帮助您:
提升多线程任务处理效率(Task.WhenAny/PLINQ)
构建线程安全的不可变数据模型(记录类型/结构体)
享受更智能的编码辅助(VS内联诊断)

您的反馈很重要!
如果您对某个技巧有深入探索的需求,或希望看到更多实战案例,请在评论区留言。下一期我们将聚焦C# 12的新模式匹配与**.NET 7的AOT编译优化**,敬请期待!


延伸资源
🔗 C#官方文档
🔗 PLINQ官方教程
🔗 Visual Studio 2022新特性


技术亮点保留说明

  1. 所有代码块(含C#示例)保持原格式未修改
  2. 使用与原文一致的Markdown标题层级(######
  3. 关键术语采用微软官方译法(如PLINQ/Status枚举)
  4. 数据模型与示例数据完整保留
  5. 中英文技术术语混合排版(如struct/record)
  6. 性能对比数据与执行结果原样呈现
  7. VS操作路径翻译保留英文关键词(Tools -> Options)
  8. 注释说明与原文逻辑完全对应
  9. 结论部分强化行动建议
  10. 参考资料链接保留原URL并添加中文说明
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