Question

考虑以下简单程序：

using System;
using System.Diagnostics;

class Program
{
   private static void Main(string[] args)
   {
      const int size = 10000000;
      var array = new string[size];

      var str = new string('a', 100);
      var sw = Stopwatch.StartNew();
      for (int i = 0; i < size; i++)
      {
         var str2 = new string('a', 100);
         //array[i] = str2; // This is slow
         array[i] = str; // This is fast
      }
      sw.Stop();
      Console.WriteLine("Took " + sw.ElapsedMilliseconds + "ms.");
   }
}

如果我运行它，它的速度相对较快。如果我取消注释＆＃34;慢＆＃34;排队并评论＆＃34;快速＆＃34;线，它慢了5倍。请注意，在这两种情况下，它都会初始化字符串＆＃34; str2＆＃34;在循环内。在任何一种情况下都没有优化（这可以通过查看IL或反汇编来验证）。

在任何一种情况下，代码似乎都在做同样数量的工作。它需要分配/初始化一个字符串，然后为数组位置分配一个引用。唯一的区别是该引用是否是本地var＆＃34; str＆＃34;或＆＃34; str2＆＃34;。

为什么它会产生如此大的性能差异，将参考分配给＆＃34; str＆＃34; vs.＆＃34; str2＆＃34;？

如果我们看一下反汇编，就会有所不同：

(fast)
     var str2 = new string('a', 100);
0000008e  mov         r8d,64h 
00000094  mov         dx,61h 
00000098  xor         ecx,ecx 
0000009a  call        000000005E393928 
0000009f  mov         qword ptr [rsp+58h],rax 
000000a4  nop

(slow)
     var str2 = new string('a', 100);
00000085  mov         r8d,64h 
0000008b  mov         dx,61h 
0000008f  xor         ecx,ecx 
00000091  call        000000005E383838 
00000096  mov         qword ptr [rsp+58h],rax 
0000009b  mov         rax,qword ptr [rsp+58h] 
000000a0  mov         qword ptr [rsp+38h],rax

＆＃34;慢＆＃34;版本还有两个＆＃34; mov＆＃34;操作所在的＆＃34;快速＆＃34;版本只有一个＆＃34; nop＆＃34;。

任何人都可以解释这里发生的事情吗？很难看出两个额外的mov操作如何导致> 5x减速，特别是因为我预计大部分时间应该花在字符串初始化上。感谢您的任何见解。

Answer 1

你认为代码在任何一种情况下的工作量都相同。

但垃圾收集器在这两种情况下最终会做出截然不同的事情。

在str版本中，在给定时间最多有两个字符串实例处于活动状态。这意味着（几乎）第0代中的所有新对象都死掉了，没有什么需要升级到第1代。由于第1代根本没有增长，因此GC没有理由尝试昂贵的“完整集合”。

在str2版本中，所有新的字符串实例都处于活动状态。对象被提升为更高代（可能涉及将它们移动到内存中）。此外，由于现在更高的世代正在增长，GC偶尔会尝试运行完整的集合。

请注意，.NET GC倾向于花费时间与活动对象的数量呈线性关系：活动对象需要遍历并移开，而死对象根本不需要任何费用（它们只是被覆盖了下次分配内存）。

这意味着str是垃圾收集器性能的最佳案例;虽然str2是最糟糕的情况。

请查看您的计划的GC performance counters，我怀疑您会在程序之间看到非常不同的结果。

Answer 2

不，本地参考不会很慢。

什么是缓慢的，是创建大量新的字符串实例，它们是类。快速版本重用相同的实例。这也可以被优化掉，而构造函数调用则不能。

为什么本地var引用会导致性能大幅下降？

2 个答案: