體驗 .NET 5 單一檔案部署功能

前幾天聊到我喜歡將小工具程式編譯成單一檔案，免安裝，不必解壓縮 DLL，整個工具就一個 EXE 檔，放到桌面上點兩下就能用，這是最棒的部署方式! 文章裡提到 .NET 5 內建嵌入參照 DLL 功能，且不像 .NET Core 3.1 得將內嵌參照 DLL 寫成實體檔暫存，實現真正的單檔執行。這篇文章會實際體驗 .NET 5 的單檔編譯功能。

好孩子要先看操作說明書，MSDocs 文件 - Single file deployment and executable 的說明很完整，摘要重點如下：

1. .NET Core/.NET 5 程式有兩種打包模式：Framework-Depedent Deployment Model (執行環境已安裝 .NET Core/.NET 5 Runtime 或 SDK) 以及 Self-Contained Appliations (自備 Runtime DLL，執行環境不用預先裝 .NET Core/.NET 5 Runtime 或 SDK，但檔案數很多，體積也大，50MB 起跳)。這兩種模式都支援單檔輸出，也支援 ReadyToRun (預先完成 JIT 編譯，可加快程式啟動速度，但必須先確認部署對象為 Linux/Windows/macOS、x86/x64/ARM，啟用 R2R 後 EXE 檔案會變大)。而 .NET 5 還支援實驗性質的 Trim 功能，可偵測並排除 Self-Contained Applictation 沒用到 Runtime 或 Framework DLL 減少資料量。
2. 在單檔部署模式下某些 API 行為會改變或無法使用，包含：
   • Assembly.Location 傳回空字串 (可改用 AppContext.BaseDirectory 取代)
   • Module.FullQualfieldName 傳回 <Unknown> 或抛出例外
   • Mudule.Name 傳回 <Unknown>
   • Assembly.GetFile、Assembly.GetFiles 抛出 IOException
   • Assembly.CodeBase、Assembly.EscapedCodeBase 抛出 PlatformNotSupportedException.
   • AssemblyName.CodeBase、AssemblyName.EscapedCodeBase 傳回 null
3. Self-Contained Single-File 模式需額外提供 mscordbi.dll/mccordbi.so 以進行偵錯
4. 單檔部署預設不包含原生 DLL，但有個旗標 IncludeNativeLibrariesForSelfExtract 可將原生 DLL 也嵌入 EXE，執行時再解到暫存目錄使用。
5. PDB 檔預設獨立存在，在 csproj 設定 <DebugType>embedded</DebugType> 可將它也併進 EXE。
6. 透過 csproj <ExcludeFromSingleFile>true</ExcludeFromSingleFile> 可排除特定 DLL 不要內嵌

背景知識學完開始實際演練。以下以 Visual Studio 2019 為例，主要控制介面在 Publish Profile 的 Configuration 設定：

Target framework 選 net5.0
Deployment mode 可選 Self-contained 或 Framework-dependent
Target runtime 則依要部署的作業系統選 win-x86、win-x64、linux-x64... 等等

下方 File publish options 是重點：

Produce single files 是否啟用單檔部署(將參照 DLL 包進 EXE 檔)？
Enable ReadyToRun complication 是否啟用 R2R？
Trim unused assemblies (只適用單檔部署)是否排除沒用到的 Runtime 或 Framework DLL？

實測不同選項的效果，以 Self-Contained 模式為例，若不開啟單檔部署，編譯輸出檔案數高達 233 個(含 EXE、DLL、JSON 檔)：

啟用單檔部署後，大部分檔案都已併入 Net5SingleFile.exe，e_sqlite3.dll 是 SQLite 的原生 DLL，預設不會包進去，另外還有幾個檔案 clrcompression.dll、clrjit.dll、coreclr.dll、mscordaccore.dll 是 .NET 5 Runtime / Framework 用到的原生 DLL：

開啟 ReadyToRun 後，Net5SingleFile.exe 變胖 (由 53,988KB 增加到 54,945KB)：

啟用 Trim unused assemblies，Net5SingleFile.exe 縮小到 44,664 KB：

為了實現真正的單一檔案，修改 csproj 加入 IncludeNativeLibrariesForSelfExtract、DebugType true，達成一檔獨大 66.6MB。(註：未開 Trim unused assemblies)

如果確定待部署環境有裝 .NET 5 Runtime 或 SDK，改用 Framework-dependent 模式，EXE 檔案可縮小到 7MB 有找。

體驗完 .NET 5.0 的單檔部署，系統內建就是不一樣，再加上 Visual Studio 的火力支援，操作比原本預期方便流暢，簡單! 快速! 好用到咩噗。整體使用下來，.NET 5.0 的成熟完整度令我驚喜，未來要開發小工具，我會優先考慮用 .NET 5.0 來寫。