一、C#基础入门(1-2个月)
(一)开发环境搭建
-
Visual Studio安装配置
- Visual Studio Community:免费版本,功能完整
- Visual Studio Code:轻量级,跨平台支持
- JetBrains Rider:专业IDE,强大功能
- .NET SDK:运行时和开发工具包
- NuGet包管理器:第三方库管理
-
.NET生态系统了解
- .NET Framework:Windows平台传统框架
- .NET Core/.NET 5+:跨平台现代框架
- .NET Standard:API标准规范
- 运行时:CLR、CoreCLR执行环境
- 编译过程:C# → IL → JIT → 机器码
-
项目结构与配置
- 解决方案(.sln):多项目管理
- 项目文件(.csproj):项目配置
- 程序集(.dll/.exe):编译输出
- 配置文件:appsettings.json、web.config
- 包引用:PackageReference、项目引用
(二)C#语言基础
-
基本语法
- 命名空间:namespace组织代码
- 类和对象:class定义、对象实例化
- 变量和常量:var、const、readonly
- 数据类型:值类型、引用类型、可空类型
- 运算符:算术、逻辑、比较、赋值运算符
-
控制结构
- 条件语句:if-else、switch表达式
- 循环语句:for、foreach、while、do-while
- 跳转语句:break、continue、return、goto
- 异常处理:try-catch-finally、throw
- using语句:资源自动释放
-
方法与参数
- 方法定义:访问修饰符、返回类型、参数
- 参数传递:值传递、引用传递(ref、out)
- 可选参数:默认值、命名参数
- 方法重载:同名不同参数
- 扩展方法:为现有类型添加方法
(三)面向对象编程基础
-
类与对象
- 类的定义:字段、属性、方法、构造函数
- 访问修饰符:public、private、protected、internal
- 静态成员:static字段、方法、构造函数
- 嵌套类:类内部定义的类
- 分部类:partial关键字、代码分离
-
继承与多态
- 继承:base关键字、单继承限制
- 方法重写:virtual、override关键字
- 抽象类:abstract类和方法
- 密封类:sealed关键字、防止继承
- 多态性:基类引用、虚方法调用
-
接口与实现
- 接口定义:interface关键字、契约规范
- 接口实现:隐式实现、显式实现
- 多接口实现:解决命名冲突
- 接口继承:接口间的继承关系
- 默认接口方法:C# 8.0新特性
二、C#核心特性(2-3个月)
(一)泛型编程
-
泛型基础
- 泛型类:List、Dictionary<TKey, TValue>
- 泛型方法:类型参数、类型推断
- 泛型接口:IEnumerable、IComparer
- 泛型委托:Action、Func<T, TResult>
- 协变和逆变:in、out关键字
-
泛型约束
- where子句:类型约束条件
- 类约束:class、struct约束
- 接口约束:实现特定接口
- 构造函数约束:new()约束
- 多重约束:组合多个约束条件
(二)委托与事件
-
委托机制
- 委托定义:delegate关键字
- 委托实例化:方法组转换
- 多播委托:+、-操作符
- 匿名方法:delegate表达式
- Lambda表达式:=> 语法
-
事件系统
- 事件定义:event关键字
- 事件发布:触发事件
- 事件订阅:+=、-=操作符
- 事件访问器:add、remove
- 自定义事件参数:EventArgs派生类
(三)LINQ与函数式编程
-
LINQ基础
- 查询语法:from、where、select
- 方法语法:Where()、Select()、OrderBy()
- 延迟执行:IEnumerable惰性求值
- 立即执行:ToList()、ToArray()、Count()
- LINQ提供程序:LINQ to Objects、LINQ to SQL
-
函数式编程特性
- Lambda表达式:(x) => x * 2
- 表达式树:Expression<Func<T, bool>>
- 高阶函数:接受函数作为参数
- 不可变性:readonly、record类型
- 模式匹配:switch表达式、is模式
(四)异步编程
-
async/await模式
- 异步方法:async关键字
- 等待操作:await关键字
- Task和Task:异步操作表示
- 异步返回类型:Task、ValueTask
- 异步流:IAsyncEnumerable
-
并发编程
- 线程安全:lock语句、Monitor类
- 并发集合:ConcurrentDictionary、ConcurrentQueue
- 任务并行:Parallel.For、Parallel.ForEach
- 取消令牌:CancellationToken
- 配置等待:ConfigureAwait(false)
三、.NET框架深入(3-4个月)
(一)集合与数据结构
-
基础集合
- 数组:Array、多维数组、锯齿数组
- 列表:List、ArrayList
- 字典:Dictionary<TKey, TValue>、Hashtable
- 集合:HashSet、SortedSet
- 队列和栈:Queue、Stack
-
高级集合
- 只读集合:ReadOnlyCollection
- 不可变集合:ImmutableList、ImmutableDictionary
- 并发集合:线程安全的集合类型
- 自定义集合:实现IEnumerable
- 集合性能:时间复杂度、空间复杂度
(二)反射与元数据
-
反射基础
- Type类:类型信息获取
- Assembly类:程序集加载和检查
- 成员信息:MethodInfo、PropertyInfo、FieldInfo
- 动态调用:Invoke方法、属性访问
- 泛型反射:开放类型、封闭类型
-
特性编程
- 特性定义:Attribute基类
- 特性应用:[AttributeName]语法
- 特性检索:GetCustomAttributes方法
- 内置特性:Obsolete、Serializable、Conditional
- 自定义特性:业务逻辑标记
(三)序列化与I/O
-
序列化技术
- JSON序列化:System.Text.Json、Newtonsoft.Json
- XML序列化:XmlSerializer、DataContractSerializer
- 二进制序列化:BinaryFormatter(已废弃)
- 自定义序列化:ISerializable接口
- 序列化配置:特性控制、命名策略
-
文件与流操作
- 文件操作:File、FileInfo类
- 目录操作:Directory、DirectoryInfo类
- 流操作:Stream、FileStream、MemoryStream
- 文本读写:StreamReader、StreamWriter
- 异步I/O:异步文件操作
(四)内存管理与性能
-
垃圾回收机制
- GC工作原理:标记-清除算法
- 代际回收:Gen0、Gen1、Gen2
- 大对象堆:LOH、POH
- GC调优:GC.Collect()、GC压力
- 内存泄漏:事件订阅、静态引用
-
性能优化
- 值类型vs引用类型:装箱拆箱
- 字符串优化:StringBuilder、string.Intern
- 集合选择:性能特征对比
- 异步优化:避免阻塞、配置等待
- 内存分析:诊断工具、性能计数器
四、Web开发与API(3-4个月)
(一)ASP.NET Core基础
-
Web应用架构
- MVC模式:Model-View-Controller
- 依赖注入:内置DI容器、服务注册
- 中间件管道:请求处理流水线
- 配置系统:appsettings.json、环境变量
- 日志系统:ILogger、日志提供程序
-
控制器与路由
- 控制器定义:Controller基类
- 动作方法:HTTP方法映射
- 路由配置:约定路由、特性路由
- 模型绑定:请求数据绑定到模型
- 模型验证:数据注解、自定义验证
(二)Web API开发
-
RESTful API设计
- HTTP方法:GET、POST、PUT、DELETE
- 状态码:200、201、400、404、500
- 内容协商:JSON、XML格式
- API版本控制:URL版本、Header版本
- API文档:Swagger/OpenAPI
-
数据传输与验证
- DTO模式:数据传输对象
- 模型验证:ValidationAttribute
- 错误处理:异常过滤器、问题详细信息
- 响应格式:统一响应格式
- 分页查询:PagedList、分页参数
(三)身份认证与授权
-
认证机制
- Cookie认证:传统Web应用
- JWT认证:无状态令牌
- OAuth 2.0:第三方认证
- Identity框架:用户管理、角色管理
- 多因素认证:2FA、TOTP
-
授权策略
- 基于角色:Role-based授权
- 基于声明:Claim-based授权
- 基于策略:Policy-based授权
- 资源授权:基于资源的授权
- 授权过滤器:自定义授权逻辑
(四)数据访问层
-
Entity Framework Core
- Code First:代码优先开发
- Database First:数据库优先开发
- DbContext:数据库上下文
- 实体配置:Fluent API、数据注解
- 查询优化:Include、AsNoTracking
-
数据库操作
- CRUD操作:增删改查
- 事务处理:数据库事务
- 并发控制:乐观并发、悲观并发
- 迁移管理:数据库版本控制
- 性能优化:查询性能、连接池
五、企业级开发实践(4-5个月)
(一)微服务架构
-
微服务设计
- 服务拆分:领域驱动设计
- 服务通信:HTTP、gRPC、消息队列
- 服务发现:Consul、Eureka
- 配置管理:配置中心、环境配置
- 服务网关:API Gateway、路由规则
-
分布式系统
- 分布式事务:Saga模式、两阶段提交
- 分布式锁:Redis锁、数据库锁
- 分布式缓存:Redis、MemoryCache
- 消息队列:RabbitMQ、Azure Service Bus
- 事件驱动:事件溯源、CQRS模式
(二)云原生开发
-
容器化部署
- Docker:容器化应用
- Dockerfile:镜像构建
- Docker Compose:多容器编排
- Kubernetes:容器编排平台
- Helm:Kubernetes包管理
-
云平台集成
- Azure:微软云平台
- AWS:亚马逊云服务
- 云服务:存储、数据库、消息队列
- 无服务器:Azure Functions、AWS Lambda
- DevOps:CI/CD流水线
(三)测试与质量保证
-
单元测试
- xUnit:测试框架
- Moq:模拟框架
- FluentAssertions:断言库
- 测试覆盖率:代码覆盖率分析
- TDD:测试驱动开发
-
集成测试
- WebApplicationFactory:Web应用测试
- TestServer:测试服务器
- 数据库测试:内存数据库、测试数据
- API测试:HTTP客户端测试
- 端到端测试:Selenium、Playwright
(四)监控与运维
-
应用监控
- 日志记录:结构化日志、日志聚合
- 性能监控:APM工具、性能计数器
- 健康检查:Health Check、存活探针
- 指标收集:Prometheus、Grafana
- 分布式追踪:OpenTelemetry、Jaeger
-
错误处理
- 异常管理:全局异常处理
- 错误日志:错误追踪、错误分析
- 故障恢复:重试机制、熔断器
- 监控告警:实时告警、通知机制
- 故障排查:诊断工具、调试技巧
六、高级特性与新技术(2-3个月)
(一)C#新特性
-
C# 8.0特性
- 可空引用类型:null安全
- 模式匹配:switch表达式
- 异步流:IAsyncEnumerable
- 默认接口方法:接口实现
- using声明:简化资源管理
-
C# 9.0+特性
- 记录类型:record关键字
- 初始化器:init访问器
- 顶级程序:简化Main方法
- 模式匹配增强:关系模式、逻辑模式
- 目标类型new:类型推断
(二)性能优化技术
-
内存优化
- Span:栈上内存操作
- Memory:内存抽象
- ArrayPool:数组池
- 对象池:ObjectPool模式
- 零分配:避免GC压力
-
并发优化
- Channel:生产者消费者
- ValueTask:减少分配
- 并行LINQ:PLINQ
- 无锁编程:Interlocked操作
- 异步优化:避免同步阻塞
(三)跨平台开发
-
.NET MAUI
- 跨平台UI:Windows、macOS、iOS、Android
- MVVM模式:数据绑定、命令
- 平台特定代码:条件编译
- 原生API访问:平台集成
- 应用发布:应用商店发布
-
Blazor开发
- Blazor Server:服务器端渲染
- Blazor WebAssembly:客户端运行
- 组件模型:可重用UI组件
- JavaScript互操作:JS调用
- PWA支持:渐进式Web应用
七、项目实战与工程化(持续进行)
(一)项目实战案例
-
企业级Web应用
- 电商平台:商品管理、订单处理、支付集成
- 内容管理系统:文章发布、用户管理、权限控制
- 企业资源规划:ERP系统、业务流程管理
- 客户关系管理:CRM系统、销售管理
- 人力资源系统:HR管理、考勤系统
-
微服务项目
- 用户服务:用户注册、登录、个人信息
- 订单服务:订单创建、状态管理、支付处理
- 库存服务:商品库存、库存预留、库存同步
- 通知服务:邮件通知、短信通知、推送通知
- 网关服务:API网关、路由、认证授权
(二)代码质量管理
-
代码规范
- 编码标准:命名约定、代码风格
- 代码审查:Pull Request、代码评审
- 静态分析:SonarQube、Roslyn分析器
- 代码度量:复杂度、可维护性
- 重构技巧:代码优化、设计模式
-
版本控制
- Git工作流:分支策略、合并策略
- 语义化版本:版本号管理
- 变更日志:CHANGELOG维护
- 发布管理:版本发布、回滚策略
- 代码保护:分支保护、权限管理
(三)DevOps实践
-
持续集成
- Azure DevOps:微软DevOps平台
- GitHub Actions:自动化工作流
- 构建管道:自动化构建、测试
- 代码质量门禁:质量检查、测试覆盖率
- 制品管理:NuGet包、Docker镜像
-
持续部署
- 部署策略:蓝绿部署、滚动部署
- 环境管理:开发、测试、生产环境
- 配置管理:环境配置、密钥管理
- 监控部署:部署监控、回滚机制
- 基础设施即代码:ARM模板、Terraform
八、学习资源与职业发展
(一)学习资源推荐
-
官方资源
- Microsoft Learn:官方学习平台
- .NET文档:完整的技术文档
- C#语言规范:语言标准文档
- .NET API浏览器:API参考文档
- Channel 9:微软技术视频
-
经典书籍
- 《C#本质论》:语言深入理解
- 《CLR via C#》:运行时机制
- 《C# in Depth》:语言高级特性
- 《Effective C#》:最佳实践
- 《.NET微服务架构》:微服务设计
-
在线资源
- Pluralsight:专业技术课程
- Microsoft Virtual Academy:免费在线课程
- .NET Foundation:开源社区
- NuGet Gallery:包管理仓库
- Stack Overflow:技术问答社区
(二)技术社区
-
国外社区
- .NET Foundation:官方基金会
- Reddit:r/dotnet、r/csharp
- Discord:.NET Community
- GitHub:开源项目、代码协作
- .NET Conf:年度技术大会
-
国内社区
- .NET中文社区:中文技术交流
- 博客园:.NET技术博客
- CSDN:技术文章、教程
- 掘金:前沿技术分享
- 微信群:技术交流群组
(三)职业发展路径
-
Web开发工程师
- 前端开发:Blazor、React、Vue集成
- 后端开发:API开发、微服务架构
- 全栈开发:前后端技术栈
- DevOps工程师:自动化部署、运维
- 技术架构师:系统设计、技术选型
-
企业级开发专家
- .NET架构师:企业级系统架构
- 微服务专家:分布式系统设计
- 云原生专家:云平台、容器化
- 性能优化专家:系统调优、性能分析
- 技术管理:团队管理、项目管理
(四)认证与进阶
-
微软认证
- Azure Developer Associate:Azure开发者
- Azure Solutions Architect:Azure架构师
- .NET Developer:.NET开发者认证
- DevOps Engineer:DevOps工程师
- Data Engineer:数据工程师
-
持续学习建议
- 关注.NET发展:新版本特性、路线图
- 参与开源项目:贡献代码、学习最佳实践
- 技术分享:博客写作、会议演讲
- 跨技术学习:前端、云计算、大数据
- 软技能提升:沟通、管理、业务理解
总结:C#作为微软.NET生态系统的核心语言,以其强类型、面向对象、内存安全的特性,成为企业级应用开发的首选语言。从基础语法到高级特性,从Web开发到云原生应用,从单体架构到微服务,C#为开发者提供了完整的技术栈和丰富的生态系统。
学习C#不仅要掌握语言特性,更要理解.NET平台的设计理念和最佳实践。随着.NET的跨平台发展和云原生技术的兴起,C#开发者面临着更广阔的发展机遇。建议在学习过程中注重实践,通过实际项目来巩固理论知识,积极参与开源社区,关注技术发展趋势。掌握C#,将为您在企业级开发、云原生应用、微服务架构等领域打开广阔的职业发展空间。