C# 大型電商項目效能最佳化（一）

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經過幾個月的忙碌，我廠最近的電商平台項目終於上線，期間遇到的問題以及解決方案，也可以拿來和大家多做交流了。

我廠的項目大多採用C#.net，使用逐漸發展併流行起來的EF（Entity Framework）架構，並搭配使用丹麥的一款主打CMS, DMS的.net web應用程式sitecore。

本篇為基礎篇，側重於闡述編碼規範和一些編碼技巧對系統效能的影響。不規範的編碼方式，可能對單個方法或模組產生的效能影響是微不足道的，但在大型電商項目中，高並發的情境隨處可見，欠妥的編碼方式，可能會對整個系統的效能及使用者體驗，造成很大的影響。

作為電商項目，對效能影響最明顯的模組，莫過於下訂單及修改庫存。在高並發情境下，這些模組的資料庫存取的效能要求是非常高的，少許的效能浪費，都可能使系統在使用中的表現差強人意。

首先，我們來闡述一下EF架構下得編碼規範。這裡我們可以參考msdn關於IQueryable<T>及IEnumerable<T>的介紹：

對於在記憶體中集合上啟動並執行方法（即擴充 IEnumerable< T> 的那些方法），返回的可枚舉對象將捕獲傳遞到方法的參數。在枚舉該對象時，將使用查詢運算子的邏輯，並返回查詢結果。

與之相反，擴充 IQueryable <T> 的方法不會實現任何查詢行為，但會產生一個表示要執行的查詢的運算式樹狀架構。查詢處理由源 IQueryable<T> 對象處理。

 

IQueryable<T>會產生一個查詢運算式樹，並不會將資料直接取出來，但該對象的擴充方法為我們提供了大量的高效協助工具功能，例如判斷資料是否存在的Any()，查詢資料數量的Count()，統計計數屬性的Sum()等，EF會協助我們產生最優的sql，以減少資料庫存取時的效能損耗。這些方法，我們都可以用比較笨拙的編碼方式進行實現，但其效率會低很多。

另外，編碼過程中應儘可能避免使用ToList()方法及GetById()方法，這裡依舊可以參考msdn，但筆者可以直白地去描述：採用這兩種方法後，程式會直接將資料從資料庫中讀取出來，並載入到記憶體，接下來我們可以直接操作這些實實在在的資料，並使用List<T>所擴充的方法。然而這種方案會造成以下效能問題：

1.將未經業務處理的運算式樹狀架構直接用來查詢資料，其資料量太大，資料庫的存取，磁碟的IO，都需要消耗大量的時間和空間。

2.EF支援的導覽屬性，會將相關聯的對象都查出來，屆時龐大的資料又擁有更龐大的分支，讓記憶體和CPU飆升。

為了避免上述問題，EF為我們提供了行之有效方法：

1.查詢初期少用ToList()及GetDtoById()方法。

2.查詢過程中，使用Select()和SelectMany()方法，只選取自己所需要的屬性或對象。

 

為了看出不規範的編碼方式帶來的效能損耗，我們來看一段例子比較：

1.以下是只選取自己所需的屬性的代碼：

var productSKU = unitOfWork.ProductSku.Get(p => p.Id == item.SKUId)
　　.Select(p => new { p.Id, p.ProductId, p.Product })
　　.FirstOrDefault();

提交訂單耗時的：

2.採用GetById()方法：

var productSKU = unitOfWork.ProductSku.GetByID(item.SKUId);

提交訂單耗時：

筆者電腦老舊，該資料在i5 8G ram的電腦中僅需要200ms的時間長度，在效能更強的伺服器上耗時更短。

從對比中我們可以看到：僅僅只修改了一個方法，程式請求的耗時竟有將近一倍的誤差！如果我們的代碼中充斥著這種懶惰的不規範寫法，在高並發情境下，系統會被拖得很慢，甚至會出現程式報錯。

 

接下來，我們說下拋開EF架構的做法，擅長sql編程的園友，可能會不屑EF的提供的各種方案，直接寫sql，採用ADO不是更快嗎？的確，直接運行sql會讓程式更快，ADO的速度是大家所認可的。EF也支援大家使用直接編寫sql的方式：

var productSKU = dbContext.Database.SqlQuery<ProductSku>(sqlStr);

如果sql編程功力深厚，筆者是非常支援這種編程方案的。但EF架構也有其天生的優勢：

1.EF架構讓更多的初級軟體從業者更快地學習和編寫程式

2.EF提供的完善的擴充方法，協助軟體從業人員實現各種功能

3.規範編寫的EF C#代碼，並不會比原生的sql慢太多

 

這讓筆者想起C#.net與Java程式員之間的矛盾^_^。筆者因為機緣巧合，也寫過一段時間的Java。

二者的設計理念確實有所不同：

1.C#.net讓初學者更快地入門，提供了更多的類庫和方法，其出色的IDE讓編程人員省心省力。且C#.net已經開源。

2.Java則需要編程人員做更多的思考，自己配置環境變數，自己敲命令列，讓編程人員在思考的過程中加深對電腦原理、作業系統和軟體工程的認識。

毫無疑問：兩者都是當代最出色的進階程式語言（PHP,Python,JavaScript等的同行勿噴^_^）與其花時間爭論誰才是最好的語言，不如兼而學之。

以上是本次效能最佳化介紹的基礎篇，後續會為大家帶來資料庫層面的最佳化經驗及體會。

C# 大型電商項目效能最佳化（一）