CLR JIT vs AOT компиляция — отличия, NativeAOT?

#Путь от C# до машинного кода

#Как работает JIT

При первом вызове метода вместо машинного кода вызывается заглушка (stub), которая запускает JIT-компилятор. Готовый код сохраняется, адрес в заглушке заменяется — последующие вызовы идут напрямую.

#Tiered compilation

Компилировать всё с полными оптимизациями — долго, старт будет медленным. Поэтому (с .NET Core 3.0) используется многоуровневая компиляция:

Dynamic PGO (Profile-Guided Optimization, включён по умолчанию с .NET 8): JIT видит, что в IShape.Area() в 95% случаев приходит Circle, и генерирует быструю ветку if (shape is Circle) { инлайн Circle.Area } else { виртуальный вызов }. AOT-компилятор так не умеет — у него нет данных о реальной нагрузке.

#ReadyToRun: компромисс

<PropertyGroup>
  <PublishReadyToRun>true</PublishReadyToRun>
</PropertyGroup>

• Сборки содержат предкомпилированный код → меньше работы JIT при старте (часто -30–50% времени старта).
• IL остаётся → полная совместимость: рефлексия, Emit, всё работает.
• Горячие методы всё равно перекомпилируются JIT-ом в Tier 1 с PGO.
• Минус — сборки больше по размеру.

#NativeAOT

<PropertyGroup>
  <PublishAot>true</PublishAot>
  <InvariantGlobalization>true</InvariantGlobalization>   <!-- меньше размер, если не нужна ICU -->
</PropertyGroup>

dotnet publish -c Release -r linux-x64
# результат: один исполняемый файл ~10–20 МБ для Minimal API

Компилятор анализирует всю программу целиком (whole program analysis), выбрасывает неиспользуемый код (trimming) и компилирует остальное в нативный код.

#Ограничения NativeAOT на практике

// Не работает без доработки: сериализация через рефлексию
JsonSerializer.Serialize(order);                          // warning IL2026/IL3050

// Работает: source generator
[JsonSerializable(typeof(Order))]
partial class AppJson : JsonSerializerContext { }
JsonSerializer.Serialize(order, AppJson.Default.Order);

// Minimal API: CreateSlimBuilder + генератор делегатов запросов
var builder = WebApplication.CreateSlimBuilder(args);
builder.Services.ConfigureHttpJsonOptions(o => o.SerializerOptions.TypeInfoResolverChain.Insert(0, AppJson.Default));

Что пока плохо поддерживается или требует обходных путей:

• MVC-контроллеры (используют рефлексию) — только Minimal API.
• EF Core — поддержка экспериментальная (precompiled queries, .NET 9+).
• Библиотеки, использующие Emit: классический AutoMapper, Castle DynamicProxy (Moq), часть DI-контейнеров.
• Встроенный DI поддерживается, System.Text.Json и ILogger — с генераторами.

#Как выбрать

#Вопросы на засыпку

#Итог

JIT даёт максимальную пиковую скорость благодаря знанию реальной нагрузки, ReadyToRun ускоряет старт без ограничений, NativeAOT — мгновенный старт и минимальный размер ценой отказа от динамических возможностей. Для обычного веб-сервиса хватает JIT, для serverless и CLI — стоит рассмотреть NativeAOT.