W świecie programistów aplikacji panuje kult wydajności: najważniejsze są szybkość i efektywność działania kodu. Dostrajanie elementów dużych aplikacji staje się wirtuozerią: wymaga eliminowania wąskich gardeł, optymalizacji kodu, pilnowania każdego bitu pamięci. Niewielkie braki w rozwiązaniach w przypadku rozbudowanych systemów przeradzają się w wielkie problemy. Dla programisty oznacza to, że jeśli chce pracować na prawdziwie profesjonalnym poziomie, musi perfekcyjnie opanować zagadnienia związane ze skalarnością, z modularnością i efektywnością kodu.

Ta książka jest przeznaczona dla programistów .NET, którzy chcą przyspieszyć pracę swoich aplikacji. Opisuje nowe funkcje C# 7 i .NET Core 2.0 oraz ich wpływ na wydajność kodu. Przedstawia takie mechanizmy .NET Core jak proces kompilacji, odzyskiwanie pamięci czy wykorzystywanie wielu rdzeni procesora. Prezentuje koncepcje wielowątkowości i programowania asynchronicznego oraz wyjaśnia znaczenie optymalizacji struktur danych. Omawia też wzorce i najlepsze praktyki projektowania aplikacji w .NET Core, a także zagadnienia bezpieczeństwa i elastyczności oraz architektury mikrousług. Wiedza zawarta w książce pozwoli na pisanie modularnych, skalowalnych, bezpiecznych i niezależnie wdrażanych aplikacji.

W tej książce między innymi:

• nowości w C# 7 i .NET Core 2.0
• struktury danych i optymalizacja kodu w C#
• zarządzanie pamięcią i zapobieganie wyciekom pamięci
• zapewnianie odporności na błędy aplikacji
• narzędzia do monitorowania wydajności aplikacji: App Metrics, InfluxDB i Grafana
• wytyczne projektowania i dobre praktyki programistyczne

C# i .NET Core: wielowątkowość - współbieżność - wydajność!

Rozdziały:

O autorze 7

 

O recenzencie 8

Wstęp 9

Rozdział 1. Co nowego w .NET Core 2 i C# 7? 13

• Rozwój frameworka .NET 13
• Nowości w .NET Core 2.0 15
  • Poprawki wydajności 15
  • Uproszczony system pakietów 17
• Ścieżka aktualizacji z .NET Core 1.x do 2.0 17
  • 1. Instalacja .NET Core 2.0 17
  • 2. Zaktualizowanie TargetFramework 17
  • 3. Aktualizacja wersji .NET Core SDK 18
  • 4. Aktualizacja .NET Core CLI 18
  • Zmiany w ASP.NET Core Identity 18
• Odkrywanie .NET Core CLI i szablonów nowych projektów 18
• .NET Standard 22
  • Wersjonowanie .NET Standard 24
  • Nowości w .NET Standard 2.0 25
• Tworzenie biblioteki .NET Standard 27
• Co nowego w ASP.NET Core 2.0? 27
  • ASP.NET Core Razor Pages 27
  • Uproszczona konfiguracja Application Insights 28
  • Pule połączeń w Entity Framework Core 2.0 29
• Nowe funkcje w C# 7.0 29
  • Krotki 30
  • Wzorce 31
  • Zwracanie referencji 32
  • Rozszerzone wyrażenia typu expression bodied member 32
  • Tworzenie lokalnych funkcji 33
  • Zmienne wyjściowe 33
  • Asynchroniczna metoda Main 34
• Pisanie kodu wysokiej jakości 35
• Podsumowanie 38

Rozdział 2. Mechanizmy wewnętrzne .NET Core i mierzenie wydajności 39

• Mechanizmy wewnętrzne .NET Core 40
  • CoreFX 40
  • CoreCLR 40
  • Działanie MSIL, CLI, CTS i CLS 41
  • Jak działa CLR? 42
  • Od kompilacji do wykonania - pod maską 42
  • Mechanizm odzyskiwania pamięci (ang. garbage collection) 43
  • .NET Native i kompilacja JIT 46
• Wykorzystywanie wielu rdzeni CPU dla większej wydajności 46
• Jak kompilacje w trybie wydania zwiększają wydajność 48
• Testy porównawcze aplikacji .NET Core 2.0 49
  • Poznawanie BenchmarkDotNet 49
  • Jak to działa 51
  • Ustawianie parametrów 51
  • Diagnostyka pamięci z użyciem BenchmarkDotNet 53
  • Dodawanie konfiguracji 53
• Podsumowanie 55

Rozdział 3. Wielowątkowość i programowanie asynchroniczne w .NET Core 57

• Wielowątkowość kontra programowanie asynchroniczne 58
• Wielowątkowość w .NET Core 60
  • Zastrzeżenia w wielowątkowości 60
  • Wątki w .NET Core 61
  • Synchronizacja wątków 64
  • Task parallel library (TPL) 70
  • Wzorce projektowe programowania równoległego 77
• Podsumowanie 83

Rozdział 4. Struktury danych i pisanie zoptymalizowanego kodu C# 85

• Czym są struktury danych? 86
• Notacja wielkiego O do mierzenia wydajności i złożoności algorytmu 88
  • Logarytmy 90
• Wybieranie odpowiedniej struktury danych do optymalizacji wydajności 91
  • Tablice 91
  • Listy 92
  • Stosy 93
  • Kolejka 94
  • Listy łączone 95
  • Słowniki, tablice haszujące i zbiory haszujące 96
  • Listy generyczne 96
• Najlepsze praktyki pisania zoptymalizowanego kodu C# 97
  • Narzut pakowania i rozpakowywania 98
  • Konkatenacja łańcuchów znaków 100
  • Obsługa wyjątków 101
  • For i foreach 102
  • Delegaty 103
• Podsumowanie 104

Rozdział 5. Wytyczne projektowania wydajnych aplikacji .NET Core 105

• Zasady kodowania 106
  • Konwencje nazewnicze 106
  • Komentarze 107
  • Jedna klasa na plik 107
  • Jedna logika na metodę 107
• Zasady projektowania 108
  • KISS (Keep It Simple, Stupid) 108
  • YAGNI (You Aren't Gonna Need It) 109
  • DRY (Don't Repeat Yourself) 109
  • Podział odpowiedzialności 109
  • Zasady SOLID 110
  • Buforowanie 121
  • Struktury danych 122
  • Komunikacja 122
  • Zarządzanie zasobami 123
  • Współbieżność 124
• Podsumowanie 125

Rozdział 6. Techniki zarządzania pamięcią w .NET Core 127

• Przegląd zarządzania alokacją pamięci 128
• Analizowanie mechanizmów wewnętrznych CLR przez debuger SOS w .NET Core 128
• Fragmentacja pamięci 132
• Unikanie destruktorów 133
• Najlepsze praktyki zwalniania obiektów w .NET Core 135
  • Wstęp do interfejsu IDisposable 135
  • Czym są niezarządzane zasoby? 135
  • Wykorzystywanie IDisposable 136
  • Kiedy implementować interfejs IDisposable? 137
  • Destruktor i Dispose 138
• Podsumowanie 140

Rozdział 7. Stosowanie zabezpieczeń i implementowanie odporności na błędy w aplikacjach .NET Core 141

• Wprowadzenie do aplikacji odpornych na błędy 142
  • Polityki odporności 142
• Przechowywanie danych wrażliwych z wykorzystaniem Application Secrets 158
• Zabezpieczanie API w ASP.NET Core 161
  • SSL (ang. Secure Socket Layer) 161
  • Zapobieganie atakom CSRF (ang. Cross-Site Request Forgery) 163
  • Wzmacnianie nagłówków bezpieczeństwa 163
  • Uwierzytelnianie i autoryzacja 168
  • Uwierzytelnianie 169
  • Autoryzacja 169
  • Implementacja uwierzytelniania i autoryzacji z użyciem frameworka ASP.NET Core Identity 169
• Podsumowanie 173

Rozdział 8. Architektura mikrousług 175

• Architektura mikrousług 176
  • Zalety architektury mikrousług 177
  • Standardowe praktyki podczas tworzenia mikrousług 178
  • Typy mikrousług 179
  • DDD 179
  • Manipulowanie danymi w mikrousługach 179
  • Spójność w różnych scenariuszach biznesowych 180
  • Komunikacja z mikrousługami 181
  • Architektura baz danych w mikrousługach 182
  • Czym jest kompozycja API? 183
  • CQRS 184
• Tworzenie architektury mikrousług w .NET Core 185
  • Tworzenie przykładowej aplikacji w .NET Core z wykorzystaniem architektury mikrousług 185
• Wdrażanie mikrousług w kontenerach Docker 210
  • Czym jest Docker? 211
  • Korzystanie z Dockera w .NET Core 212
  • Uruchamianie obrazów Dockera 214
• Podsumowanie 214

Rozdział 9. Monitorowanie wydajności aplikacji z wykorzystaniem narzędzi 215

• Kluczowe wskaźniki wydajności aplikacji 216
  • Średni czas odpowiedzi 216
  • Apdex 216
  • Odsetek błędów 216
  • Liczba żądań 216
  • Przepustowość/punkty końcowe 217
  • Wykorzystanie procesora i pamięci 217
• Narzędzia i techniki monitorowania wydajności 217
  • Wstęp do App Metrics 217
  • Konfigurowanie App Metrics w ASP.NET Core 217
  • Śledzące oprogramowanie pośredniczące 218
  • Dodawanie raportów graficznych 220
• Podsumowanie 229