从 Web、云原生到 AI,.NET 能开发哪些应用程序形态?——重新认识新一代的 .NET 平台

我维护的这个仓库,旨在系统性梳理 新一代 .NET 平台的整体能力与应用版图,内容并不局限于某一个框架或技术点,而是从 应用程序形态(Application Models) 的视角出发,去理解 .NET 如何横跨 Web、客户端、云原生、AI 等不同场景。

目前在写.NET使用microsoft-agent-framework在AI方面的实践。 具体目录如下:

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什么是 .NET?

.NET 是一个由微软支持的、免费且开源的应用程序平台。
它是一个安全、可靠且高性能的应用平台,适用于现代软件开发的各种场景。 .NET 不仅仅是一门语言或一个框架,而是一整套涵盖 运行时、语言、标准库、工具链与工程实践 的统一平台。

C# 与.NET

C# 是 .NET 平台的主要编程语言。
它是一门强类型(Strongly-typed)、类型安全(Type-safe)的语言,内置:

  • 并发支持(Concurrency)

  • 自动内存管理(Automatic Memory Management)

C# 既支持高层抽象(如以数据为中心的 records),也支持底层能力(如函数指针),兼顾安全性与性能。

跨平台(Cross Platform)

.NET 支持多个操作系统,包括:

  • Windows

  • Linux

  • macOS

  • Android

  • Apple 平台(iOS / macOS)

同时也广泛运行于 Linux 发行版中,例如:

  • Red Hat Enterprise Linux

  • Ubuntu

一次学习,多端运行。

标准库与生态(Libraries)

.NET 内置了丰富的标准库和 API,覆盖范围包括:

  • 集合(Collections)

  • 网络(Networking)

  • 文件系统

  • 数据处理

  • 机器学习(Machine Learning)

.NET 使用 NuGet 作为包管理器,目前拥有 30 万+ 开源包,覆盖几乎所有开发场景。

应用模型(Application Models)

应用模型描述的是 .NET 如何在不同应用形态下组织代码、运行时能力与工程实践。 它不是简单的技术分类,而是围绕 Web、客户端、云、AI、设备等场景,形成的一组成熟、可组合、可长期演进的开发模型。

Web

ASP.NET Core 是 .NET 面向 Web 的核心应用模型,覆盖从传统网站、REST API 到实时通信、云原生服务的完整场景。

  • 统一运行时与工具链:使用 C# 构建高性能、跨平台 Web 应用,在 Windows、Linux、macOS 上保持一致的部署体验。

  • 内置架构能力:中间件管道、依赖注入、配置系统、日志体系,帮助大型应用划清边界。

  • 云原生友好:对容器化、反向代理、云平台与微服务架构的原生支持,可支撑高并发与大规模系统。

Mobile

.NET MAUI 是面向移动端与客户端应用的统一 UI 框架。

  • 一套代码与项目结构,面向 iOS、Android、Windows、macOS。

  • 原生性能与平台体验,提升代码复用率与一致的开发体验。

  • 界面层、业务逻辑与平台能力在同一技术栈中协同。

Desktop

Desktop 是 .NET 面向高性能本地体验的重要组成部分。

  • 在 Windows 与 macOS 上构建原生桌面应用,共享业务逻辑、数据访问与基础设施。

  • 应用模型覆盖:.NET MAUI、Blazor Hybrid、WinUI/Windows App SDK 等。

  • 既支持传统桌面形态,也支持 Web 技术与原生能力的融合。

人工智能与机器学习

在 AI / ML 方向,.NET 为开发者提供了一套从传统机器学习到生成式 AI、再到智能代理系统的完整能力体系,使团队能够在熟悉的 C# 与 .NET 生态中,按需组合不同层级的智能能力。

生成式 AI 与智能代理(LLM / Agent)

  • 深度整合 Azure AI、OpenAI 与主流开源模型生态,支持在应用中引入大型语言模型(LLM)与小型语言模型(SLM),将智能推理、内容生成、语义搜索与自然语言交互无缝集成到现有系统。

  • 覆盖:模型选择、向量检索(RAG)、推理调用、安全治理与可观测性。

  • 适用于:对话系统、知识问答、智能助理与自动化流程。

关键组件:

  • Semantic Kernel:提供以“意图、函数与上下文”为中心的编排模型,用于将语言模型与业务代码、插件及外部系统安全组合,实现可控、可扩展的智能能力。

  • Microsoft Agent Framework:在此基础上进一步引入代理(Agent)、工具调用、对话状态与执行策略等抽象,用于构建具备长期记忆、多轮交互与协作能力的 AI 应用,将“模型调用”升级为“可运行的智能系统”。

传统机器学习(Classical ML)

  • .NET 同样重视传统机器学习在工程系统中的长期价值。通过 ML.NET 与 Azure Machine Learning,开发者可以在 .NET 应用中构建和集成:

    • 分类、回归、聚类、推荐与异常检测模型

    • 面向结构化数据、日志、时序数据的预测能力

    • 可解释、低成本、可离线运行的机器学习模型

  • 典型场景与协同:

    • 适合业务规则明确、数据结构稳定、对成本与可解释性要求较高的场景

    • 与生成式 AI 互补:使用 ML 模型进行预测与评分;使用 LLM 负责解释结果、生成报告或自然语言交互

云计算(Cloud)

在 .NET 的云计算应用模型中,.NET Aspire 提供面向云原生应用的工程化开发方式。

  • 覆盖完整生命周期:本地构建、运行与调试,到容器化与云端部署。

  • 显式建模服务依赖,内置日志、指标与分布式追踪,便于在本地验证复杂拓扑。

  • 与云平台解耦:可部署到 Azure、AWS、Google Cloud 或自有基础设施,适合持续交付与长期演进。

微服务(Microservices)

微服务是用于构建可独立部署、可水平扩展、高可靠系统的架构方式。

  • 常用技术栈:ASP.NET Core + REST/gRPC,天然支持容器化,官方 Docker 镜像与工具链完善。

  • 多语言互操作:.NET 微服务可与 Node.js、Java、Go 等并存,组成多语言系统。

  • 性能与稳定性:适合高并发 API 场景;结合容器平台、云基础设施与 .NET Aspire 提供完整工程体系。

游戏开发

在游戏开发中,.NET 主要用于引擎脚本、开发工具与在线服务。

  • 广泛用于 Unity 等主流引擎,以 C# 提供安全、跨平台脚本能力,覆盖 PC、移动、主机、VR/AR。

  • 常见在线服务:账号系统、排行榜、匹配、云存档与运营后台。

  • 统一技术栈贯穿游戏本体、在线服务与管理系统。

物联网(IoT)

IoT 是 .NET 的重要应用方向之一。

  • 一致的编程体验:使用同一套语言、工具与库,覆盖设备端、边缘与云端的端到端方案。

  • 多种硬件环境:从微控制器、单板计算机到边缘设备均可运行。

  • 云端集成:与 Azure IoT 等平台无缝集成,覆盖设备控制、边缘计算、数据采集与云端管理。

开源社区与生态规模

  • 100,000+ 开源贡献

  • 3,700+ 参与贡献的公司

  • 拥有全球活跃开发者社区

.NET 是完全开源的,并由 The .NET Foundation 管理。
这是一个独立组织,致力于推动 .NET 生态的开放协作。
你可以在 GitHub、Stack Overflow 等平台中获得大量社区支持。

工具链(Tools)

.NET 提供完整、成熟的开发工具:

  • .NET CLI

  • Visual Studio

  • Visual Studio Code

  • 跨平台构建与调试工具

同时可以方便地结合 GitHub Actions 等 CI/CD 工具,将应用持续部署到云端。

为什么选择 .NET?

高效生产力(Productive)

  • 先进语言特性:

    • 泛型(Generics)

    • LINQ

    • 异步编程(Async/Await)

  • 丰富类库与多语言支持,显著提升开发效率。

  • Visual Studio 系列提供卓越开发体验;免费开发者计划提供构建与部署所需资源,支持跨平台运行。

  • .NET 致力于生产力、性能、安全性与可靠性;加入 .NET 开发者社区。

任意应用 · 任意平台(Any app, any platform)

  • 使用 .NET 可构建任何类型的应用,并运行于任何平台。

  • 在熟悉的开发环境中:

    • 复用技能

    • 共享代码

    • 降低开发与维护成本

  • 适用场景:

    • 移动应用:iOS / Android / Windows

    • 企业级服务:Windows Server / Linux

    • 云端高并发微服务

  • .NET 提供完整解决方案。

深受开发者喜爱(Loved by developers)

  • 现代、创新、完全开源的平台。

  • 在 Stack Overflow 等开发者社区调查中,.NET 长期位居最受开发者喜爱的框架行列。

  • 越来越多创业公司选择 .NET 与 Blazor 构建核心业务系统。

性能真正关键的地方(Performance where it matters)

  • .NET 非常快。

  • 带来:

    • 更低响应时间

    • 更少资源消耗

    • 更高系统吞吐

  • TechEmpower 基准测试示例:

    • .NET:702 万请求/秒

    • Node.js:60 万请求/秒

    • Java Servlet:220 万请求/秒

  • 涵盖 JSON 序列化、数据库访问、服务端模板渲染等真实场景。

值得信赖与安全(Trusted and secure)

  • 由 Microsoft 官方支持,获成千上万家企业与数百万开发者信任。

  • 发现安全威胁后快速发布安全更新,保障系统稳定运行。

庞大生态系统(Large ecosystem)

  • 全球 500 万+ .NET 开发者

  • 海量 NuGet 开源库

  • Visual Studio Marketplace 扩展生态

  • 活跃的 MVP 与官方支持体系

  • 轻松获取社区答案、库、工具与经验。

真正的开源(Open source)

  • 由 The .NET Foundation 支持的独立非营利组织,推动开放、友好的 .NET 开源生态。

  • 已获得:

    • 100,000+ 开源贡献

    • 3,700+ 非微软公司参与

  • Google、JetBrains、Red Hat、Samsung、Unity 等共同参与指导 .NET 的发展方向。

正在使用 .NET 的知名公司(按领域分类)

以下为公开案例/公开分享/官方展示中可见的 .NET 相关实践。

🧠 AI / 开发者工具

  • Microsoft Copilot(公开分享中可见 .NET 相关服务实践)

  • GitHub / Visual Studio(与 .NET 工具链深度集成)

☁️ 云服务 / 企业级系统

  • Fidelity Investments(公开资料中可见 .NET MAUI 等跨平台实践)

  • H&R Block(公开案例中可见 .NET + Azure/AI 的应用)

  • Blip(公开案例中可见 Azure OpenAI + .NET 的组合实践)

🎮 游戏 / 娱乐 / 体育

  • Xbox(公开分享中可见 .NET Aspire/云原生相关实践)

  • NBC Sports Next(公开案例中可见 .NET MAUI 跨平台实践)

🌍 工业 / 可持续发展

  • Vestas(公开案例中可见 .NET + Azure 的工业数字化实践)

🧗 户外 / 移动应用

  • Redpoint(公开案例中可见 .NET MAUI 跨平台实践)

🍔 零售 / 消费互联网

  • Chipotle(公开案例中可见 ASP.NET Core + 云的实践)

💬 技术社区 / 平台级产品

  • Stack Overflow(ASP.NET 体系长期实践广为人知)

  • Geocaching(公开案例中可见 .NET Web API 的实践)

结语

.NET 是一个面向未来的软件开发平台。 它通过统一的运行时、语言、标准库与工具链,将 Web、移动端、桌面、云原生、人工智能、微服务与物联网 等不同应用形态,整合在同一工程体系之中。

无论是构建高性能的企业级系统、可持续演进的云原生应用,还是融合传统机器学习与生成式 AI 的智能系统,.NET 都提供了成熟、可靠且可长期维护的解决方案。 开发者可以在熟悉的 C# 与 .NET 生态中,按需选择合适的技术模型与能力层级,而无需在生产力、性能与安全性之间做出妥协。

凭借完全开源的社区生态、强大的跨平台能力以及持续演进的工程实践,.NET 不仅适合“开始一个项目”,更适合 支撑一个系统长期稳定运行与持续成长。

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