Les 10 meilleures techniques pour optimiser les performances de .NET Core

Dans l’univers du développement logiciel, optimiser les performances d’une application .NET Core est crucial pour offrir une expérience utilisateur de qualité. Pour cela, il existe de nombreuses techniques telles que l’activation des optimisations de compilations JIT.

Cet article présente 10 des meilleures techniques pour optimiser les performances de .NET Core.

Maximiser l’utilisation des opérations asynchrones

Cette technique permet d’améliorer drastiquement la réactivité des applications .NET Core tout en réduisant la latence. Cela permet aux applicatons de continuer à exécuter d’autres tâches pendant que des opérations d’Entrée/Sortie sont en cours.

Pour cela, il convient d’utiliser les mots clés ‘async’ et ‘await’ pour écrire du code non bloquant plus lisible et facile à maintenir. L’asynchronisme est particulièrement bénéfique dans les environnements où les ressources sont limitées.

De plus, l’on maximisera l’utilisation des opérations asynchrones pour des applications dont l’évolution est cruciale.

Ici, la méthode ReadFileAsync utilise StreamReader.ReadToEndAsync pour lire le contenu d’un fichier de manière asynchrone. L’utilisation du mot-clé await permet au thread appelant de continuer à exécuter d’autres tâches pendant que la lecture du fichier s’effectue en arrière-plan. 

Réduire les allocations d’objets

La réduction des allocations d’objets permet d’optimiser la gestion et l’efficacité de la collecte des déchets dans les applications .NET Core. Pour cela, l’on peut mettre différentes pratiques en marche telles que :

• Réutiliser des objets à travers des patterns tel que le pooling d’objets, où un ensemble fixe d’instances est recyclé ;
• Privilégier les types valeur immuables pour réduire les allocations inutiles ;
• Eviter les closures qui capturent l’état inutilement.

Ici, ‘ObjectPool’ est une classe générique qui gère un pool d’objets de type T. Les méthodes ‘Get’ et ‘Return’ permettent respectivement de récupérer un objet du pool ou de le retourner après utilisation. 

Optimiser les Requêtes LINQ

Optimiser les requêtes LINQ permet d’améliorer la performance globale de l’application. Cela passe par : 

• La réduction du temps d’exécution des requêtes ;
• La diminution de la charge sur la base de données ;
• L’optimisation de l’utilisation de la mémoire.

Pour optimiser efficacement les requêtes LINQ, l’on peut :

• Préférer les opérations de filtrage au début via l’utilisation de la fonction ‘Where’ ;
• Eviter les appels multiples à la base de données dans une boucle ;
• Utiliser ‘Join’ plutôt que des opérations de boucle imbriquées.

Ici, ‘Where’ est utilisé pour filtrer les produits avant toute autre opération, et ‘Select’ est employé pour ne récupérer que les données nécessaires. 

Implémenter des stratégies de mise en cache avancées

Afin d’optimser les performances de de ses applications, il peut être utile d’implémenter des stratégies de mise en cache avancée. Parmi celles-ci, l’on peut citer :

• La mise en cache avec expiration automatique. Cette stratégie permet de s’assurer que les données stockées sont à jour ;
• Le cache distribué. Ici, l’on partage un cache entre plusieurs instances d’une application ;
• L’invalidation de cache. Cette stratégie est indispensable pour s’assurer que les données modifiées sont mises à jour dans le cache.

Activer les optimisations de compilation JIT

Le compilateur Just-In-Time convertit le code intermédiaire en code machine juste au moment de son exécution. Ainsi, activer les optimisations de compilation est essentiel pour améliorer la performance d’exécution des applications .NET Core. Pour tirer parti de ces optimisations, il faut :

• Les activer en mode Release pour automatiser les optimisations ;
• Ajuster la configuration du Garbage Collector (GC) ;
• Utliser les attributs tels que ‘[MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]’. Ils sont utilisés pour réduire le coût des appels de méthodes.

Identifier et résoudre les goulots d’étranglement

Un goulot d’étranglement est un point de restriction qui limite la performance de l’application. Ces points peuvent être liés au CPU, à la mémoire ou au réseau. Il faut donc les identifier au plus tôt pour optimiser la performance de son application.

D’abord, pour identifier ces goulots, il faut :

• Utiliser des outils de profilage pour analyser l’utilisation du CPU, des opérations I/O et du réseau ;
• Examiner les logs de l’application pour repérer les erreurs ou les avertissements potentiels ;
• Utiliser des outils de monitoring en temps réel pour détecter les problèmes de performance.

En outre, pour résoudre ces goulots, il faut :

• Refactoriser les portions de code identifiées comme étant lentes en en réduisant la complexité ;
• Optimiser les requêtes de base de données en utilsant le caching pour réduire les accès disques ;
• Exploiter le traitement parallèle pour répartir la charge de travail sur plusieurs threads.

Ce code utilise ‘System.Diagnostics.Stopwatch’ pour mesurer la durée d’exécution de ‘LongRunningMethod’.

Garantir un accès optimal à la base de données

Pour minimiser les opérations coûteuses et tirer le meilleur parti des index et des requêtes, il faut mettre en place plusieurs stratégies telles que :

• L’optimisation des requêtes. Pour cela, il faut écrire des requêtes efficaces qui récupèrent uniquement les données nécessaires ;
• La création d’index. Ici, il faut utiliser des index sur les colonnes fréquemment utilisées dans les clauses ‘WHERE’, ‘JOIN’ ou ‘ORDER BY’ ;
• La pagination des résultats. L’on peut utiliser la pagination pour réduire le nombre de résultats retournés sur la requête.

Ici,nous exploitons un index pour accélérer le filtrage et le tri. Ensuite, nous utilisons la pagination (Take(10)) pour limiter les résultats

Minimiser les allers-retours à la base de données

Ici, l’objectif est de réduire la latence et le coût de performance associé à chaque requête. Pour cela, il existe deux techniques principales :

• Le Chargement Hâtif ou Eager Loading. Il permet de charger les données associés à son objet principal dès la première requête. Cette approche est particulièrement utile avec les relations de type “one-to-many” ou “many-to-many” ;
• La projection. Elle consiste à sélectionner uniquement les champs spécifiques à l’opération. La projection est souvent utilisée en conjonction avec des requêtes LINQ.

Dans cet exemple, ‘Include(blog => blog.Posts)’ réalise un chargement hâtif des posts pour chaque blog, réduisant ainsi le nombre de requêtes nécessaires. La partie projection utilise ‘Select(blog => new { blog.Title, blog.Url })’ pour ne récupérer que le titre et l’URL de chaque blog, minimisant la quantité de données extraites et transférées.

Privilégier les structs aux classes pour les petits objets

L’utilisation des structs au lieu des classes pour les petits objets dans .NET Core peut améliorer l’efficacité de la gestion de la mémoire. Les structs, étant de type valeur, sont stockées sur la pile.

Ainsi, leur utilisation réduit l’empreinte mémoire. De plus, elle augmente la performance en évitant la surcharge du ramasse-miettes. Toutefois, les structs doivent être utilisées si et seulement si :

• Un objet n’est composé que de quelques champs simples ;
• La durée de vie anticipée des objets est courte ;
• L’objet n’a pas besoin de changer après sa création car les structs sont naturellement immuables.

Ici, ‘Point’ est un struct car il est petit, immuable, et fréquemment utilisé dans l’application. 

Optimiser la concaténation de chaînes

Utiliser intensivement l’opérateur ‘+’ pour concaténer des chaînes peut entraîner une surcharge de performance. Cela est dû à la création de multiples instances intermédiaires de chaînes.

À cet effet, .NET Core propose ‘StringBuilder’ comme une meilleure solution pour la concaténation de chaînes. Cette fonction est conçue pour modifier une chaîne sans créer de nouvelles instances de chaîne.

Cela réduit ainsi considérablement l’utilisation de la mémoire et améliore la performance de l’application.

Dans cet exemple, ‘StringBuilder’ est utilisé pour concaténer des chaînes dans une boucle. 

Conclusion

En définitive, il faut retenir qu’il existe de nombreuses manières d’exploiter au maximum les capacités de .NET Core. Pour cela, l’on peut opter pour des techniques comme la réduction des allocations d’objets et l’activation des optimisations de compilation JIT.