Question

我一直在研究C＃迷宫发生器一段时间，它可以生成类似128000x128000像素的迷宫。所有的内存使用都已经过优化，因此我目前正在考虑加快这一代的发展。

我发现一个问题（更多的是关注点）（以下是一些示例代码来说明问题）：

当pixelChanged为null时，此代码在我的机器上运行大约1.4秒：

public void Go()
{
    for (int i = 0; i < bitjes.Length; i++)
    {
        BitArray curArray = bitjes[i];
        for (int y = 0; y < curArray.Length; y++)
        {
            curArray[y] = !curArray[y];
            GoDrawPixel(i, y, false);
        }
    }
}

public void GoDrawPixel(int i, int y, Boolean enabled)
{
    if (pixelChanged != null)
    {
        pixelChanged.Invoke(new PixelChangedEventArgs(i, y, enabled));
    }
}

以下代码实际运行速度快0.4秒

public void Go()
{
    for (int i = 0; i < bitjes.Length; i++)
    {
        BitArray curArray = bitjes[i];
        for (int y = 0; y < curArray.Length; y++)
        {
            curArray[y] = !curArray[y];
            if (pixelChanged != null)
            {
                pixelChanged.Invoke(new PixelChangedEventArgs(i, y, false));
            }
        }
    }
}

似乎只是调用“空”方法占用了该算法使用的cpu的大约20％。这不奇怪吗？我试图在调试和发布模式下编译解决方案，但没有发现任何明显的差异。

这意味着我在此循环中进行的每个方法调用都会使代码减慢约0.4秒。由于迷宫生成器代码当前包含许多单独的方法调用，这些调用超出了不同的操作，因此开始获得实质性的安装。

我还检查了Stack Overflow上的谷歌和其他帖子，但还没有真正找到解决方案。

是否可以自动优化这样的代码？（也许像项目Roslyn这样的东西？）或者我应该把所有东西放在一个大方法中？

编辑：我也对这两种情况下JIT / CLR代码差异的分析感兴趣。（所以这个问题实际上来自哪里）

EDIT2： 所有代码均以发布模式编译

Answer 1

我要尝试的第一件事就是让它静止而不是实例：

public static void GoDrawPixel(PixelChangedEventHandler pixelChanged,
    int x, int y, bool enabled)
{
    if (pixelChanged != null)
    {
        pixelChanged.Invoke(new PixelChangedEventArgs(x, y, enabled));
    }
}

这改变了一些事情：

堆栈语义保持可比性（它加载引用，2个整数和一个bool）
callvirt变为call - 这可以避免一些轻微的开销
ldarg0 / ldfld对（this.pixelChanged）成为一个ldarg0

接下来我要看的是PixelChangedEventArgs;它可能是传递它作为结构更便宜，如果它避免了大量的分配;或者只是：

pixelChanged(x, y, enabled);

（原始参数而不是包装器对象 - 需要更改签名）

Answer 2

这是一个问题，JIT对方法进行了内联优化（整个方法代码实际上是在调用父代码中注入的），但这只适用于编译为32字节或更少的方法。我不知道为什么存在32字节限制，并且还希望在C＃中看到一个'inline'关键字，就像在C / C ++中完全针对这些问题一样。

Answer 3

这是处于调试还是发布模式？方法调用相当昂贵，但在发布模式下构建/运行它们时可能会内联它们。在调试模式下，它不会从编译器中获得任何优化。

Answer 4

正如Marc所说，主要的开销是进行虚拟调用并传递参数。 PixelChanged的值在执行方法时是否会发生变化？如果没有，这可能会起作用（我不完全确定JIT将空动作委托优化为一个nop，你必须自己测试它（如果它不是我只会忽略这里的良好做法而只是做到调用，一个用pixelChanged.Invoke调用，一个没有（内联），只调用最适合的东西......毕竟有时候你必须让代码变得不那么优雅，以便快速实现。）

public void Go()
{
  if (pixelChanged != null)  
     GoPixelGo((x,y,z) => { });  
  else
     GoPixelGo((i, y, enabled) => pixelChanged.Invoke(i, y, enabled));
}

public void GoPixelGo(Action<int, int, bool> action)
{
  for (int i = 0; i < bitjes.Length; i++)
  {
      BitArray curArray = bitjes[i];
      for (int y = 0; y < curArray.Length; y++)
      {
         curArray[y] = !curArray[y];
         action(i,y, false);
      }
  }
}

循环中方法调用的开销是多少？

4 个答案: