Question

在分析我们基于Windows CE的软件的性能影响时，我偶然发现了一个问题迷人的神秘：

看看这两种方法：

void Method1(List<int> list)
{
    foreach (var item in list)
    {
        if (item == 2000)
            break;
    }
}

void Method2(List<int> list)
{
    foreach (var item in (IEnumerable<int>)list)
    {
        if (item == 2000)
            break;
    }
}

void StartTest()
{
    var list = new List<int>();
    for (var i = 0; i < 3000; i++)
        list.Add(i);

    StartMeasurement();
    Method1(list);
    StopMeasurement(); // 1 ms

    StartMeasurement();
    Method2(list);
    StopMeasurement(); // 721 ms
}

void StartMeasurement()
{
    _currentStartTime = Environment.TickCount;
}

void StopMeasurement()
{
    var time = Environment.TickCount - _currentStartTime;
    Debug.WriteLine(time);
}

Method1需要1毫秒才能运行。 Method2需要近700毫秒！不要尝试重现这种性能影响：它不会出现在PC上的正常程序中。

不幸的是，我们可以非常可靠地在我们的智能设备上的软件中重现它。该程序在Compact Framework 3.5，Windows Forms，Windows CE 6.0上运行。测量使用Environment.TickCount。很明显，我们的软件中一定存在一个奇怪的错误，它会减慢枚举器的速度，我只是无法想象什么样的错误可以让List类减速，只有迭代是使用List的IEnumerable接口。

还有一个提示：在打开和关闭模式对话框（Windows窗体）之后，突然两种方法都需要相同的时间：1毫秒。

Answer 1

您需要多次运行测试，因为在一次运行中， CPU 可能会被暂停，等等。例如，在运行method2时，您可能正在使用鼠标导致操作系统临时让鼠标驱动程序运行等。或者网络包到达，或者计时器说它是时候让另一个应用程序运行，...换句话说，有很多原因导致突然间你的程序停止运行几毫秒。

如果我运行以下程序（请注意，使用DateTime＆＃39;等）不建议：

var list = new List<int>();
for (var i = 0; i < 3000; i++)
    list.Add(i);

DateTime t0 = DateTime.Now;
for(int i = 0; i < 50000; i++) {
    Method1(list);
}
DateTime t1 = DateTime.Now;
for(int i = 0; i < 50000; i++) {
    Method2(list);
}
DateTime t2 = DateTime.Now;
Console.WriteLine(t1-t0);
Console.WriteLine(t2-t1);

我明白了：

00:00:00.6522770 (method1)
00:00:01.2461630 (method2)

交换测试结果的顺序：

00:00:01.1278890 (method2)
00:00:00.5473190 (method1)

所以它的速度只有100％。此外，第一种方法（method1）的性能可能稍好一些，因为对于method1，JIT编译器首先需要将代码转换为机器指令。换句话说，第一种方法调用你往往比过程中稍晚的那些慢。。

延迟可能是因为如果你使用List<T>，编译器可以专门化 foreach循环：已经知道结构在编译时IEnumerator<T>，如果有必要，可以内联。

如果使用IEnumerable<T>，编译器必须使用虚拟调用并使用 vtable 查找确切的方法。这解释了时差。特别是因为你在你的循环中做不了多少。换句话说，运行时必须查找实际使用的方法，因为IEnumerable<T>可以是任何内容：LinkedList<T>，HashSet<T>，您自己制作的数据结构，......

一般规则是：类层次结构中对象的类型越高，编译器对实际实例的了解越少，优化性能的能力就越小。

Answer 2

也许第一次为IEnumerable生成模板代码？

Answer 3

非常感谢你的所有评论。

我们的开发团队正在分析这个性能错误近一周

我们以不同的顺序和程序的不同模块多次运行这些测试有和没有编译器优化。 @CommuSoft：你是对的，JIT需要更多的时间来运行代码首次。不幸的是结果总是一样的： Method2比Method1慢大约700倍。

也许它值得再次提及，性能命中似乎直到我们打开并关闭程序中的任何模态对话框。什么模态对话并不重要。性能打击将在之后立即修复方法已调用基类Form的Dispose（）。（Dispose方法还没有由派生类覆盖）

在我分析这个错误的过程中，我深入了解框架，现在发现了列表不能成为性能影响的原因。看看这段代码：

class Test
{
    void Test()
    {
        var myClass = new MyClass();

        StartMeasurement();
        for (int i = 0; i < 5000; i++)
        {
            myClass.DoSth();
        }
        StopMeasurement(); // ==> 46 ms


        var a = (IMyInterface)myClass;
        StartMeasurement();
        for (int i = 0; i < 5000; i++)
        {
            a.DoSth();
        }
        StopMeasurement(); // ==> 665 ms
    }
}

public interface IMyInterface
{
    void DoSth();
}

public class MyClass : IMyInterface
{
    public void DoSth()
    {
        for (int i = 0; i < 10; i++ )
        {
            double a = 1.2345;
            a = a / 19.44;
        }
    }
}

通过接口调用方法比直接调用它需要更多的时间。但当然在关闭我们可疑的对话框后，我们测量了两个循环的时间在44到45毫秒之间。

转换为IEnumerable导致性能下降

3 个答案: