Question

我遇到了一个奇怪的性能损失，我已经归结为此代码：

[<Struct>]
type Vector3(x: float32, y: float32, z: float32) =
  member this.X = x
  member this.Y = y
  member this.Z = z

type Data(n: int) =   
  let positions = System.Collections.Generic.List<Vector3>()
  let add j = positions.Add (Vector3(j, j, j))
  let add1 j = positions.Add (Vector3(j, j, j)); ()
  member this.UseAdd () = for i = 1 to n do add (float32 i)
  member this.UseAdd1 () = for i = 1 to n do add1 (float32 i)

let timeIt name (f: unit -> unit) = 
  let timer = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew()
  f ()
  printfn "%s: %ims" name (int timer.ElapsedMilliseconds)

let test () =
  for i = 1 to 3 do timeIt "ADD" (fun () -> Data(1000000).UseAdd())
  for i = 1 to 3 do timeIt "ADD1" (fun () -> Data(1000000).UseAdd1())

[<EntryPoint>]
let main argv = 
  test ()
  0

add和add1之间的差异是最后的()。

当我在.NET 4.5.1上使用F＃3.1将其构建为x64 Release版本时，我得到了这个输出：

ADD: 461ms
ADD: 457ms
ADD: 450ms
ADD1: 25ms
ADD1: 26ms
ADD1: 16ms

由于List<T>.Add的类型为T -> unit，我希望add和add1的行为相同。

使用ILdasm我发现add编译（仅包括相关部分）

IL_000a:  newobj     instance void Program/Vector3::.ctor(float32,
                                                          float32,
                                                          float32)
IL_000f:  tail.
IL_0011:  callvirt   instance void class [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1<valuetype Program/Vector3>::Add(!0)

add1进入

IL_000a:  newobj     instance void Program/Vector3::.ctor(float32,
                                                          float32,
                                                          float32)
IL_000f:  callvirt   instance void class [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1<valuetype Program/Vector3>::Add(!0)

即。没有＆＃34;尾部呼叫＆＃34;。因此，当我关闭尾调用优化时，add和add1都以相同的速度运行。

为什么tail.指令导致函数调用慢得多？此外，这是一个错误还是一个功能？

编辑：这是原始代码，我注意到了这种行为。当最后的true值被删除时，它表现出与上面代码相同的性能下降。

let makeAtom (ctx: CleanCifContext) (element: CleanCifAtomSiteElement) = 
  let residue = getResidue ctx element

  let position =
    Vector3(float32 (element.PositionX.ValueOrFail()), float32 (element.PositionY.ValueOrFail()), float32 (element.PositionZ.ValueOrFail()))
  let atom = 
    CifAtom(id = ctx.Atoms.Count, element = element.ElementSymbol.ValueOrFail(),
            residue = residue, serialNumber = element.Id.ValueOrFail(), 
            name = element.Name.ValueOrFail(), authName = element.AuthName.Value(), altLoc = element.AltLoc.Value(),
            occupancy = float32 (element.Occupancy.ValueOrFail()), tempFactor = float32 (element.TempFactor.ValueOrFail()))

  ctx.Atoms.Add atom
  ctx.Positions.Add position
  true

Answer 1

我想我已经弄明白问题出在哪里以及为什么这是我对问题的误解，而不是F＃编译器或.NET中的错误。

代码

let add j = positions.Add (Vector3(j, j, j))

意味着大致＆＃34;从价值List<T>.Add＆＃34的尾部调用位置调用Vector3(j, j, j)。而

let add1 j = positions.Add (Vector3(j, j, j)); ()

表示＆＃34;在值List<T>.Add上调用Vector3(j, j, j)，然后返回unit＆＃34;。

类型方面，没有区别，因为List<T>.Add返回unit所以我错误地认为positions.Add会被调用，然后add会返回值unit } List<T>.Add的返回值。但是，如http://blogs.msdn.com/b/clrcodegeneration/archive/2009/05/11/tail-call-improvements-in-net-framework-4.aspx所述，JIT需要执行一些＃34;堆叠魔法＆＃34;当尾调用函数的参数是非平凡的。这就是绩效差距的来源。差异非常微妙，但它就在那里。

当Generic.List <t> .Add是函数中的最后一个语句并且尾调优化开启时性能损失</t>

1 个答案: