Question

最近我遇到了一个奇怪的性能问题。我需要比较周期中的时间间隔和大量的迭代。我使用DateTime.TimeOfDay属性来比较这些间隔。但是，我发现这些比较与DateTime比较相比非常慢。因此，我必须创建1年1个月和1天的DateTime，以加快时间间隔比较。我准备了一个小例子来说明我的意思。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DatesBenchmark
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Stopwatch sw = new Stopwatch();
            sw.Start();
            DateTime firstDate = DateTime.Now;
            DateTime secondDate = DateTime.Now.AddSeconds(5);
            for (int i = 0; i < 2000000; i++)
            {
                var a = firstDate.TimeOfDay > secondDate.TimeOfDay;
                //var a = firstDate > secondDate;
            }
            sw.Stop();
            Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

我的笔记本电脑上有15毫秒（如果循环中的第一行被注释）与176毫秒（如果周期中的第二行被注释）。

我的问题很简短。为什么呢？

Answer 1

你永远不会使用a，所以在第二种情况下，编译器可以优化整个语句，因为它不会产生任何副作用，并且从不使用变量。在第一种情况下，不能确定在日期时间调用的属性不会导致副作用（优化分析不是深度），因此需要保留行。

最重要的是，在确定一天中的时间时至少需要一些计算（它需要通过一天中的刻度数来修改日期时间中的刻度数）这意味着它会变慢，这只是一个多少的问题。

Answer 2

调用foo.TimeOfDay正在执行此操作：

public TimeSpan TimeOfDay
{
    get
    {
        return new TimeSpan(this.InternalTicks % 864000000000L);
    }
}

通过访问超过200万次迭代的2个TimeOfDay个实例上的DateTime属性，您将创建400万个Timespan个实例。然而，这不是最大的开支。

进一步挖掘，你有：

internal long InternalTicks
{
    get
    {
        return (long)(this.dateData & 4611686018427387903uL);
    }
}

因此，您有400万个实例化，余数计算，强制转换和&操作。这些都是廉价的操作（“便宜”当然是一个相对的术语），但他们加起来的数量。

实际比较是微不足道的：

public static bool operator >(TimeSpan t1, TimeSpan t2)
{
    return t1._ticks > t2._ticks;
}

在调试模式下编译OP代码，我看到：

空循环：4ms。
var a = firstDate > secondDate; 6毫秒（暗示它未被优化）
var a = firstDate.TimeOfDay; 40ms
var a = firstDate.TimeOfDay > secondDate.TimeOfDay; 80ms
TimeSpan a = new TimeSpan( ticks ), b = new TimeSpan( ticks ); 7ms

在VS 2012中针对该计划运行效果分析，81％的样本来自DateTime.get_TimeOfDay()。

运行x64，发布模式，启用所有优化：

空循环：3ms。
var a = firstDate > secondDate; 6ms
var a = firstDate.TimeOfDay; 20ms
var a = firstDate.TimeOfDay > secondDate.TimeOfDay; 40ms
TimeSpan a = new TimeSpan( ticks ), b = new TimeSpan( ticks ); 6ms

所以：

微观基准可能会产生误导（虽然没有用）。
在决定出现问题之前启用优化。
性能似乎会因优化而翻倍。
在任何情况下，有关陈述似乎都没有得到优化。
实例化是费用的一个有形但很小的部分。
演员/算术运算占其余费用。
在循环之前将属性值存储在变量中可以大大提高性能。

TimeSpan的比较非常缓慢

2 个答案: