如何成为专业的 .NET 开发人员

如今，网上有大量信息，找到正确的信息并非易事。当你开始编程之旅并希望获得全面的指南时，最好寻找一个可以指导你完成整个过程的指南。

本文将帮助您制定一份路线图，告诉您什么是重要的以及什么是需要学习的.

一.一切从软件基础开始

软件基础是所有软件的组成部分。它们为理解计算机的工作原理、程序的编写方式以及如何用代码解决问题提供了基础。就像学习字母表是写小说的必备条件一样，理解软件基础也是成为熟练程序员的必备条件。

软件基础涵盖编程知识的一些基本方面。

**算法：**算法是一组逐步说明，告诉计算机如何解决问题。了解算法有助于您将复杂问题分解为更小、可管理的步骤，这些步骤可以转化为代码。
**数据结构：**数据结构是用于在计算机内存中组织和存储数据的专用格式。了解不同的数据结构（如数组、列表和树）有助于您选择正确的方式在程序中存储和访问信息。
**编程范式：**对面向对象编程、过程编程和函数式编程有基本的了解将有助于您将来深入研究这些范式的细节。

软件基础涵盖数据类型、控制流、变量和运算符等概念。这些是任何编程语言的基本组成部分。

**数据类型：**数据类型定义变量可以保存的数据类型以及可以对其执行的操作。常见的数据类型包括。

整数
浮点数（带小数点的数字）
字符（单个字母或符号）
布尔值（真或假的逻辑值）
字符串（字符序列）

**变量：**变量是计算机内存中存储数据的命名容器。你可以将它们视为带有标签的盒子，用于保存不同类型的信息。
**运算符：**运算符是对数据执行运算的符号。运算符有不同的类别，包括：

用于执行数学计算的算术运算符（+、-、*、/）。
用于比较值的比较运算符（==、!=、<、>、<=、>=）。
逻辑运算符（&&、||、！）用于对布尔值执行逻辑运算。
赋值运算符（=、+=、-=、*=、/=）用于给变量赋值并同时执行计算。

**控制流：**控制流语句规定了程序指令的执行顺序。它们允许程序根据某些条件做出决策并重复任务。常见的控制流语句包括：

条件语句（if、else、elif）：这些语句允许您根据条件是真还是假来执行不同的代码块。

**循环（for、while）：**循环允许您重复一段代码一定次数或直到满足某个条件。

软件基础知识涵盖的范围比核心编程概念更广泛。对于 Web 开发而言，了解这些 Web 基础知识至关重要。

**Web 协议：**这些是控制数据在网络上传输方式的规则。您将遇到的一个关键协议是：
**HTTP（超文本传输协议）：**这是 Web 浏览器和服务器之间通信的基础。它定义了如何发出请求、如何格式化数据以及如何发回响应。

HTML 和 CSS 基础知识

HTML（超文本标记语言）： HTML 是用于构建网页内容的语言。它使用标签定义文档布局，告诉浏览器要显示什么类型的内容（标题、段落、图像等）。
CSS（层叠样式表）： CSS 控制网页的视觉呈现。它允许您设置字体、颜色、背景和布局等元素的样式。

Web 服务器和客户端-服务器模型

Web 服务器： Web 服务器是一种计算机程序，用于存储网页并在收到请求时将其传送到 Web 浏览器。可以将其视为一个包含您网站所有信息的图书馆。
客户端-服务器模型：此模型描述了 Web 浏览器（客户端）与 Web 服务器之间的交互。客户端（您的浏览器）向服务器发送请求（例如，访问网站），服务器处理该请求并返回响应（您看到的网页）。

请求-响应过程

此过程概述了浏览器和服务器之间的通信方式

**请求：**用户在浏览器中输入 URL 或点击链接。浏览器将其转换为 HTTP 请求，其中包含请求的 URL 和其他数据（例如表单提交）等信息。
**服务器：**浏览器将请求发送到 URL 中指定的 Web 服务器。
**处理：**服务器接收请求、处理它（检索请求的网页或执行操作）并生成响应。
**响应：**服务器向浏览器发送 HTTP 响应。此响应包括请求的数据（HTML 内容）和其他信息（例如状态代码）。
**渲染：**浏览器接收响应，解释 HTML 代码，并根据包含的样式（CSS）显示网页。
了解这些 Web 基础知识以及软件基础知识可以为构建 Web 应用程序奠定坚实的基础。有了这些知识，您就可以继续学习更高级的 Web 开发概念和编程语言。

扎实掌握软件基础知识将为你学习任何编程语言打下坚实的基础。

它将帮助你编写更简洁、更高效的代码，更有效地解决问题，并最终成为一名更优秀的程序员。

二.学习 .NET 基础知识

在深入了解 C# 的细节之前，最好先了解框架和运行时本身。

在深入研究 C# 之前，了解 .NET 运行时的底层概念绝对大有裨益。以下是核心概念。

CLR（通用语言运行时）： CLR 是 .NET 框架的核心。它是管理 .NET 代码执行的虚拟环境。它处理内存管理、安全性和垃圾收集等任务。
**Manifest：**Manifest .NET 程序集（如 .dll 文件）内的一个文件，其中包含有关程序集本身的元数据。它包括程序集名称、版本、对其他程序集的依赖关系以及安全信息等信息。
**元数据：**元数据本质上是有关程序的数据。在 .NET 世界中，它描述代码中定义的类型、方法和资源。CLR 使用此: 元数据来了解程序的结构并正确执行它。
IL 代码（中间语言）： C# 代码不直接在计算机硬件上运行。相反，C# 编译器会将您的代码转换为一组称为 IL（中间语言）的特殊指令。此 IL 代码旨在实现可移植性，并可在任何具有兼容 CLR 的系统上运行。
JIT（即时编译）： JIT 编译器是 CLR 的一个组件，它将 IL 代码转换为特定于其所运行的处理器架构的机器代码（本机代码）。此转换在运行时进行，这就是它被称为即时编译的原因。
**FCL/BCL（框架类库/基类库）：**这些术语经常互换使用。它是一组预先编写的类和功能，提供文件访问、数据库交互、网络等常见操作。这些库通过为常见编程任务提供预构建的解决方案来节省您的时间。
**CLI（通用语言基础结构）：**这是一个更广泛的规范，定义了在 .NET 平台上创建和运行程序的标准。它包括用于构建和部署 .NET 应用程序的 CLR、库和工具。

理解这些概念将使您更深入地了解 C# 代码在幕后的工作原理。

您可以先学习 C# 语法、变量、数据类型和控制流的基本概念。这将为您理解如何编写代码奠定基础。然后，您可以深入研究 .NET 运行时概念，以巩固您对该平台的了解。

三.学习 C#

**C# 基础知识：**这是基础。确保掌握核心概念，例如变量、数据类型（int、string、bool 等）、运算符（+、-、*、/）、控制流语句（if/else、for、while）以及类、记录和结构等基本构建块。
**OOP 实现：**面向对象编程 (OOP) 是 .NET 中的一个关键范例。在这里，您将了解封装（数据隐藏）、继承（从父类创建子类）、多态性（对象对同一消息做出不同响应）和抽象（关注对象做什么而不是如何做）。
**接口：**接口定义了类必须遵守的契约。它们对于松散耦合（依赖于功能而不是特定的实现）和提高代码灵活性至关重要。
**委托和事件：**委托是函数指针，允许您将方法作为参数传递。事件是对象之间的一种通信机制，当发生某事时通知相关方。
**泛型：**泛型可让您创建能够处理各种数据类型的代码，而无需牺牲类型安全性。这提高了代码的可重用性和可维护性。
**异常处理：**异常是程序执行过程中发生的错误。了解如何使用 try/catch 块妥善处理异常，以防止应用程序崩溃并提供有用的错误消息。
**方法扩展：**方法扩展允许您向现有类添加功能而无需修改原始代码。这是提高代码可读性和可维护性的强大技术。
Entity Framework Core (EF Core)： EF Core 是一个对象关系映射器 (ORM)，可简化 .NET 应用程序中的数据访问。它允许您使用 C# 对象处理数据库，从而减少对原始 SQL 查询的需求。
**LINQ：**语言集成查询 (LINQ) 是一种使用 C# 语法查询各种来源（数据库、集合、XML）中数据的强大语法。这使数据操作更加简洁和易读。
**函数式编程：**函数式编程强调不变性（数据不变）和纯函数（对于相同的输入始终返回相同的输出）。虽然不是 .NET 的核心，但理解这些概念可以提高代码的清晰度和可维护性。
**数据表示：**学习如何处理不同格式的数据，如 XML（可扩展标记语言）、JSON（JavaScript 对象表示法）和文件。这对于数据交换和持久性至关重要。
**并发：**并发处理同时发生的多个任务或操作。它包括异步编程（执行任务而不阻塞主线程）、并行编程（同时执行多个任务）和多线程（使用多个线程来提高性能）。
**同步和线程安全：**使用多个线程时，同步对共享资源的访问至关重要，以避免竞争条件（由于访问不协调而导致的意外结果）和死锁（线程无限期地相互等待）。了解上下文切换、同步原语（锁、互斥锁）等概念以及如何实现线程安全代码。
任务并行库 (TPL)： TPL 是 .NET 中的一组类和工具，可简化并行编程任务。与直接管理线程相比，它提供了更高级别的抽象。

此路线图涵盖了成为 .NET 开发人员的坚实基础。记得练习和构建项目以巩固您的理解。有许多在线资源和教程可帮助您踏上旅程！

四.NET 技术

**ASP.NET Core：**这是在 .NET 中构建现代 Web 应用程序的核心框架。它开源、跨平台（可在 Windows、macOS 和 Linux 上运行）且性能高。它为使用不同的 UI 范式构建各种 Web 应用程序提供了基础。
**ASP.NET Core Web API：**这是 ASP.NET Core 中专为构建 Web API 而设计的子框架。它擅长创建 RESTful API，以结构化方式向其他应用程序（移动应用程序、单页应用程序等）提供数据和功能。
ASP.NET Core Razor Pages： Razor Pages 是在 ASP.NET Core 中构建 Web 应用程序的轻量级模型。它们将 HTML 与 C# 代码（使用 Razor 语法）相结合，以创建处理用户交互和数据访问的动态网页。对于较简单的 Web 应用程序或快速原型，这是一个不错的选择。
**ASP.NET Core MVC：**模型-视图-控制器 (MVC) 是构建 Web 应用程序的经典架构模式。ASP.NET Core MVC 提供了一种结构化的方法来分离模型（数据）、视图（表示）和控制器（处理用户请求）之间的关注点。与 Razor Pages 相比，这为复杂应用程序提供了更多的控制和灵活性。
SignalR： SignalR 是 ASP.NET Core 的实时通信库。它支持服务器和客户端（Web 浏览器、移动应用程序）之间的双向通信，从而实现实时更新、聊天应用程序和协作编辑等功能。
WPF（Windows Presentation Foundation）： WPF 是一个用于构建具有丰富视觉效果和用户体验的桌面应用程序的 UI 框架。它专为 Windows 平台设计，允许使用自定义控件和动画创建视觉效果极佳的应用程序。
Blazor： Blazor 是一个相对较新的 UI 框架，可让您使用 C# 而不是 JavaScript 构建 Web UI。它提供两种主要模型：Blazor WebAssembly 用于专注于 Web 性能的单页应用程序，Blazor Server 用于具有实时更新的服务器端渲染。

选择正确的技术

最适合您项目的技术取决于您的特定需求。以下是一份快速指南。

**对于 Web API：**使用 ASP.NET Core Web API。
**对于简单的 Web 应用程序或原型：**考虑使用 Razor Pages。
**对于具有明确关注点分离的复杂 Web 应用程序：**选择 ASP.NET Core MVC。
**对于实时通信功能：**集成 SignalR。
**对于 Windows 上的桌面应用程序：**使用 WPF。
**对于使用 C# 而不是 JavaScript 的 Web UI：**探索 Blazor（根据您的需要考虑 WebAssembly 或服务器）。

五.NET 开发人员的数据库技能

数据库技能因项目而异。我曾参与过不同的项目，其中一些项目对数据库有非常深入的要求。

1. 关系数据库主题

**连接：**这是从关系数据库中的多个相关表中检索数据的基本概念。不同的连接类型（内连接、左连接等）允许您指定如何根据关系匹配和检索来自不同表的行。
**通用表表达式 (CTE)：**这些是在 SQL 查询中定义的临时命名结果集。它们可用于简化复杂查询，并通过将逻辑分解为更小的可重复使用步骤来提高可读性。
**透视：**此技术将数据从行转换为列，通常用于数据汇总和报告。它允许您以不同的格式呈现数据，以便于分析。
视图：视图是基于基础表或其他视图的虚拟表。它们提供了一种自定义方式来向用户公开数据，而无需授予对基表的直接访问权限。
**函数：**这些是执行特定操作的可重复使用的 SQL 代码块。它们可以接受参数并返回值，从而提高代码的可重用性和模块化。
存储过程：存储过程是存储在数据库服务器上的预编译 SQL 代码。它们可以接受参数、执行复杂逻辑并提高常用操作的性能。
**DDL（数据定义语言）操作：**这些是用于定义数据库结构的 SQL 语句，例如创建表、列、索引和约束。
**索引：**索引是一种特殊的数据结构，通过按特定顺序组织数据来加快数据检索速度。选择正确的索引可以显著提高查询性能。
**分组和聚合：**分组允许您根据特定列对数据进行分类，然后使用聚合函数（SUM、COUNT、AVG 等）汇总这些组内的数据。
**使用 XML/JSON：**关系数据库可以存储和操作 XML 和 JSON 数据。这允许与其他系统进行数据交换，并在关系模型中使用半结构化数据。

2. NoSQL 主题

**灵活的数据模型：**与具有固定架构的关系数据库不同，NoSQL 数据库提供灵活的数据模型，可以容纳具有不同结构的数据。这对于存储不能完全适应关系结构的数据非常有用。
可扩展性： NoSQL 数据库通常设计为水平扩展，这意味着您可以添加更多服务器来处理增加的数据量和用户请求。这与关系数据库中常见的垂直扩展（升级硬件）形成对比。
高可用性： NoSQL 数据库通常优先考虑高可用性，确保即使在服务器发生故障时也能将停机时间降至最低并持续运行。它们通过复制（跨多台服务器复制数据）等技术实现这一点。
**最终一致性：**与立即保证所有副本间数据一致性（ACID 属性）的关系数据库不同，NoSQL 数据库可能表现出最终一致性。这意味着数据更改可能需要一些时间才能传播到所有副本，但最终所有副本都将保持一致。
不同类型的 NoSQL 数据库： NoSQL 数据库有多种类型，每种类型都有其优点：
**文档数据库：**将数据存储为类似 JSON 的文档，适合管理分层数据。（例如 MongoDB）
**键值存储：**根据唯一键提供非常快速的查找，非常适合用户资料或购物车商品等简单数据。（例如 Redis）
**列族存储：**按列而不是行来组织数据，可以有效处理包含频繁访问的列的大型数据集。（例如 Cassandra）
**图形数据库：**将数据存储为节点（实体）及其之间的关系，非常适合表示社交网络或推荐系统。（例如 Neo4j）

了解关系数据库和 NoSQL 数据库可让您作为 .NET 开发人员根据项目的特定需求选择合适的工具来完成工作。

六.面向 .NET 开发人员的消息传递和流媒体工具

这些工具有助于实现应用程序不同部分或微服务之间的异步通信。它们使应用程序能够可靠高效地发送和接收消息，从而将消息发送者与接收者解耦。这提高了分布式系统的可扩展性、容错性和松散耦合性。

Azure 服务总线 (ASB)： Microsoft 提供的基于云的消息传递解决方案，提供队列、主题、事件中心和中继服务。它与其他 Azure 服务完美集成，为 .NET 应用程序提供可靠且可扩展的消息传递平台。
**RabbitMQ：**一种流行的开源消息代理，可实现高级消息队列协议 (AMQP)。它以灵活性、可靠性和易用性而闻名。有可用于 .NET 开发的客户端库。
**MassTransit：**专为 .NET 开发设计的强大开源服务总线。它简化了利用消息队列的应用程序的构建，并与 RabbitMQ 和 Azure Service Bus 等各种消息代理很好地集成。
**Apache Kafka：**最初由 LinkedIn 开发的分布式流媒体平台。它擅长处理大量实时数据流，并提供消息持久性、分区和复制等功能。有 .NET 客户端库可用于与 Kafka 集群交互。

**AWS Kinesis：**Amazon Web Services 提供的一项托管服务，用于处理实时数据流。它提供各种组件，例如用于提取数据的 Kinesis Data Streams、用于将数据传送到其他目的地（例如 S3）的 Kinesis Firehose 以及用于实时数据处理的 Kinesis Data Analytics。有 .NET SDK 可用于与 AWS Kinesis 配合使用。

选择正确的工具

最佳工具取决于您的具体需求。以下是基本指南。

**对于与 Azure 服务紧密集成的基于云的消息传递：**考虑 Azure 服务总线。
**为了获得开源灵活性和 AMQP 支持：**使用 .NET 客户端库（如 MassTransit）探索 RabbitMQ。
**对于具有 .NET 中心开发的大容量实时数据流：**使用 .NET 客户端库来研究 MassTransit 或 Apache Kafka。
**对于 AWS 云内的实时数据流：**利用 AWS Kinesis 及其 .NET SDK。

七.容器化和编排

Docker 和 Kubernetes 在现代 .NET 开发人员的生活中扮演着重要角色，尤其是那些从事基于云的部署或微服务架构的开发人员。以下是这些工具对 .NET 开发的影响。

使用 Docker 进行容器化

**打包和部署： **Docker 允许您将 .NET 应用程序（代码、依赖项、库）打包到轻量级、可移植的单元（称为容器）中。然后，无论底层操作系统如何，都可以跨不同环境（开发、测试、生产）一致地部署此容器化应用程序。这简化了部署并简化了开发工作流程。
**隔离性和一致性：**每个 Docker 容器都与其他容器隔离运行，确保应用程序不会干扰彼此的资源或依赖项。这提高了跨环境应用程序行为的一致性和可预测性。
**版本控制和 CI/CD：**可以使用 Docker Hub 或私有注册表对 Docker 镜像进行版本控制。这样可以根据需要轻松回滚到以前的版本，并与持续集成/持续交付 (CI/CD) 管道很好地集成，以实现自动构建和部署。

使用 Kubernetes 进行编排

管理多个容器： Docker 擅长构建单个容器，而 Kubernetes 则擅长管理和协调多个容器的部署，这些容器作为一个系统（通常称为微服务）协同工作。它可以自动执行容器扩展、负载平衡和运行状况检查等任务，确保应用程序高度可用且可扩展。
声明式配置： Kubernetes 使用声明式方法，您可以定义应用程序的期望状态（副本数量、资源分配），然后 Kubernetes 负责实现和维护该状态。这简化了部署管理并减少了配置错误。
与云无关： Kubernetes 被设计为与云无关，这意味着您可以在各种云平台（Azure Kubernetes 服务、Amazon Elastic Kubernetes 服务、Google Kubernetes Engine）上部署容器化的 .NET 应用程序，甚至可以使用 Rancher 等工具在本地部署中部署。

对 .NET 开发人员的好处

**更快的开发周期：**容器化和编排通过简化部署和管理来简化开发工作流程。开发人员可以专注于编写代码，而不用花太多精力在基础设施配置上。
**提高可扩展性：**使用 Kubernetes 可以更轻松地扩展 .NET 应用程序。您可以根据需求定义运行容器化应用程序的实例数，从而实现高效的资源利用。
提高可靠性： Kubernetes 提供自我修复和自动回滚等功能，提高 .NET 应用程序的整体可靠性和弹性。

学习曲线

尽管 Docker 和 Kubernetes 具有显著的优势，但理解和有效使用它们仍需要一定的学习时间。不过，有许多资源和教程可以帮助 .NET 开发人员开始进行容器化和编排。

Docker 和 Kubernetes 是功能强大的工具，可以显著增强 .NET 开发人员的开发和部署体验。通过利用容器化和编排，您可以构建和部署现代、可扩展且可靠的 .NET 应用程序。

八.版本控制和测试

**版本控制： **Git 是一个分布式版本控制系统 (DVCS)，可让您跟踪代码库随时间的变化。它会创建所有更改的历史记录，让您能够在必要时恢复到以前的版本，有效地与其他开发人员协作，并保持项目演变的清晰记录。
协作： Git 促进了从事同一项目的开发人员之间的无缝协作。多名开发人员可以同时处理代码库的不同部分，合并他们的更改而不会发生冲突，并管理用于新功能或错误修复的不同分支。
分支和合并： Git 的分支功能允许您创建代码库的独立副本（分支），以试验新功能或修复错误，而不会影响主代码库（主分支）。准备就绪后，您可以将功能分支中的更改合并到主分支中。
**代码共享：**基于 Git 构建的 GitHub 或 Azure Repos 等平台支持开发人员和社区之间的代码共享。您可以公开或私下共享代码、协作开发开源项目以及访问大量现有代码和库的存储库。

测试（单元、端到端和集成）

**质量保证： **测试是确保 .NET 应用程序的质量、可靠性和功能的重要实践。它有助于在开发过程的早期识别错误、回归和潜在问题，从长远来看可以节省时间和精力。

测试类型

**单元测试：**单元测试专注于应用程序中独立的代码单元（方法、类）。它们通过特定的输入和输出验证这些单个单元的预期行为。单元测试通常由开发人员使用 NUnit、xUnit 或 MSTest 等框架编写。
**集成测试：**集成测试评估应用程序的不同模块或组件如何相互作用。它们确保这些组件之间的数据流和通信正常。集成测试可能涉及比单元测试更复杂的设置。
**端到端测试 (e2e 测试)： **E2e 测试模拟真实世界中用户与整个应用程序的交互，从头到尾验证其整体功能。它们通常涉及测试用户界面、数据库交互和外部 API。Selenium 或 Cypress 等工具是进行 e2e 测试的常用工具。