前些日子,爆出N篇说c#/.net太慢的,要求删除c#/.net部分特性的文章。

    撇开那些文章不说,c#/.net慢似乎是业界公认的铁则,不论大家如何证明c#/.net其实不比c++慢多少,但是应用程序级别的性能却依然这么慢。

    那么c#/.net慢在哪里?

    很不幸的是大部分c#程序是被大部分程序员拖慢的,也许这个结论不太容易被人接受,却是一个广泛存在的。

String的操作

    几乎所有的程序都有String操作,至少90%的程序需要忽略大小写的比较,检查一下代码,至少其中大半的应用程序有类似这样的代码:

if (str1.ToUpper() == str2.ToUpper())

    或者ToLower版的,甚至我还看到过有个Web的HttpModule里面写上了:

for (int i = 0; i < strs.Count; i++)
    if (value.ToUpper() == strs[i].ToUpper())
        //...

    想一下,每个页面请求过来,都要执行这样一段代码,大片大片的创建string实例,更夸张的是还有人说这是用空间换时间。。。

性能测试

    说这个方法慢,也许还有人不承认,认为这个就是最好的方法,所以这里要用具体测试来摆个事实。

    首先准备一个测试性能的方法:

private static TResult MeasurePerformance<TArg, TResult>(Func<TArg, TResult> func, TArg arg, int loop)
{
    GC.Collect();
    int gc0 = GC.CollectionCount(0);
    int gc1 = GC.CollectionCount(1);
    int gc2 = GC.CollectionCount(2);
    TResult result = default(TResult);
    Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
    for (int i = 0; i < loop; i++)
    {
        result = func(arg);
    }
    Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds.ToString() + "ms");
    Console.WriteLine("GC 0:" + (GC.CollectionCount(0) - gc0).ToString());
    Console.WriteLine("GC 1:" + (GC.CollectionCount(1) - gc1).ToString());
    Console.WriteLine("GC 2:" + (GC.CollectionCount(2) - gc2).ToString());
    return result;
}

    然后来准备一个堆string:

private static List<string> CreateStrings()
{
    List<string> strs = new List<string>(10000);
    char[] chs = new char[3];
    for (int i = 0; i < 10000; i++)
    {
        int j = i;
        for (int k = 0; k < chs.Length; k++)
        {
            chs[k] = (char)('a' + j % 26);
            j = j / 26;
        }
        strs.Add(new string(chs));
    }
    return strs;
}

    然后来看看ToUpper的实现:

private static bool ImplementByToUpper(List<string> strs, string value)
{
    for (int i = 0; i < strs.Count; i++)
        if (value.ToUpper() == strs[i].ToUpper())
            return true;
    return false;
}

    最后准备好main方法:

List<string> strs = CreateStrings();
bool result;
Console.WriteLine("Use ImplementByToUpper");
result = MeasurePerformance(s => ImplementByToUpper(strs, s), "yZh", 1000);
Console.WriteLine("result is " + result.ToString());
Console.ReadLine();

    来看看执行结果:

Use ImplementByToUpper
2192ms
GC 0:247
GC 1:0
GC 2:0
result is True

    来个对比测试,用string.Equals来测试一下:

private static bool ImplementByStringEquals(List<string> strs, string value)
{
    for (int i = 0; i < strs.Count; i++)
        if (string.Equals(value, strs[i], StringComparison.CurrentCultureIgnoreCase))
            return true;
    return false;
}

    来看看执行结果:

Use ImplementByStringEquals
1117ms
GC 0:0
GC 1:0
GC 2:0
result is True

    对比一下,使用ToUpper的速度要慢一倍,并且有大量的0代垃圾对象。那些号称是用空间换时间的人可以反思一下了,用空间换来了什么?负时间吗?

字典类的使用

    继续说string的场景,有些人也许会想到用Hash表等类似结构来加速,不错,这是个好主意,只不过,Hash表不一定总是最佳方案,什么不相信?还是做个测试吧:

private static bool ImplementByHashSet(List<string> strs, string value)
{
    HashSet<string> set = new HashSet<string>(strs, StringComparer.CurrentCultureIgnoreCase);
    return set.Contains(value);
}

    看看执行结果:

Use ImplementByHashSet
5114ms
GC 0:38
GC 1:38
GC 2:38
result is True

    惊讶吧,速度比用ToUpper还慢了1倍多,而且2代垃圾也38次的回收(执行2代垃圾回收时,会强制执行1代和0代垃圾回收)。

    不过使用Hash表等类似来加速这个想法本身是一个很正确的想法,不过前提是Hash表本身能够缓存,例如:

private static Func<string, bool> ImplementByHashSet2(List<string> strs)
{
    HashSet<string> set = new HashSet<string>(strs, StringComparer.CurrentCultureIgnoreCase);
    return set.Contains;
}

    然后把main的方法修改为:

Console.WriteLine("Use ImplementByHashSet2");
result = MeasurePerformance(s =>
{
    var f = ImplementByHashSet2(strs);
    bool ret = false;
    for (int i = 0; i < 1000; i++)
    {
        ret = f(s);
    }
    return ret;
}, "yZh", 1);
Console.WriteLine("result is " + result.ToString());
Console.ReadLine();

    再看看结果:

Use ImplementByHashSet2
6ms
GC 0:0
GC 1:0
GC 2:0
result is True

    性能出现了飞跃性的增长。

更多

    是什么拖慢了c#/.net?简单的说:不必要的创建对象,不必要的同步,循环执行低效的方法(例如被firelong重点批斗的反射,不过ms并没让你在循环里面使用Invoke),使用低效的数据结构和算法(看看缓存情况下Hash表类似结构的惊人表现,就知道区别了)

    c#/.net的低门槛确实在一定程度上有利于把更多的程序员拉入c#/.net,但是也确实把整个c#/.net程序的代码水平降低了不少,这一点确实很令人担忧。

    最后别忘了一点,一个系统能有多少性能,不是由这个系统中性能最好的部分决定的,而是由这个系统中性能最差的部分所决定的。配一台有16g内存,100t硬盘,加上顶级的显卡,缺配上386的cpu,这台电脑的性能就是386的性能。同样,c#/.net再好,写程序的人水平差,写出来的程序的性能自然也就差了。

posted on 2010-07-03 12:12  Zhenway  阅读(23214)  评论(39编辑  收藏  举报