c#不可忍受之慢——誰是罪魁禍首

    前些日子，爆出N篇說c#/.net太慢的，要求刪除c#/.net部分特性的文章。

    撇開那些文章不說，c#/.net慢似乎是業界公認的鐵則，不論大家如何證明c#/.net其實不比c++慢多少，但是應用程式層級的效能卻依然這麼慢。

    那麼c#/.net慢在哪裡？

    很不幸的是大部分c#程式是被大部分程式員拖慢的，也許這個結論不太容易被人接受，卻是一個廣泛存在的。

String的操作

    幾乎所有的程式都有String操作，至少90%的程式需要忽略大小寫比較，檢查一下代碼，至少其中大半的應用程式有類似這樣的代碼：

if (str1.ToUpper() == str2.ToUpper())

    或者ToLower版的，甚至我還看到過有個Web的HttpModule裡面寫上了：

for (int i = 0; i < strs.Count; i++)    if (value.ToUpper() == strs[i].ToUpper())        //...

    想一下，每個頁面請求過來，都要執行這樣一段代碼，大片大片的建立string執行個體，更誇張的是還有人說這是用空間換時間。。。

效能測試

    說這個方法慢，也許還有人不承認，認為這個就是最好的方法，所以這裡要用具體測試來擺個事實。

    首先準備一個測試效能的方法：

private static TResult MeasurePerformance<TArg, TResult>(Func<TArg, TResult> func, TArg arg, int loop){    GC.Collect();    int gc0 = GC.CollectionCount(0);    int gc1 = GC.CollectionCount(1);    int gc2 = GC.CollectionCount(2);    TResult result = default(TResult);    Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();    for (int i = 0; i < loop; i++)    {        result = func(arg);    }    Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds.ToString() + "ms");    Console.WriteLine("GC 0:" + (GC.CollectionCount(0) - gc0).ToString());    Console.WriteLine("GC 1:" + (GC.CollectionCount(1) - gc1).ToString());    Console.WriteLine("GC 2:" + (GC.CollectionCount(2) - gc2).ToString());    return result;}

    然後來準備一個堆string：

private static List<string> CreateStrings(){    List<string> strs = new List<string>(10000);    char[] chs = new char[3];    for (int i = 0; i < 10000; i++)    {        int j = i;        for (int k = 0; k < chs.Length; k++)        {            chs[k] = (char)('a' + j % 26);            j = j / 26;        }        strs.Add(new string(chs));    }    return strs;}

    然後來看看ToUpper的實現：

private static bool ImplementByToUpper(List<string> strs, string value){    for (int i = 0; i < strs.Count; i++)        if (value.ToUpper() == strs[i].ToUpper())            return true;    return false;}

    最後準備好main方法：

List<string> strs = CreateStrings();bool result;Console.WriteLine("Use ImplementByToUpper");result = MeasurePerformance(s => ImplementByToUpper(strs, s), "yZh", 1000);Console.WriteLine("result is " + result.ToString());Console.ReadLine();

    來看看執行結果：

Use ImplementByToUpper
2192ms
GC 0:247
GC 1:0
GC 2:0
result is True

    來個對比測試，用string.Equals來測試一下：

private static bool ImplementByStringEquals(List<string> strs, string value){    for (int i = 0; i < strs.Count; i++)        if (string.Equals(value, strs[i], StringComparison.CurrentCultureIgnoreCase))            return true;    return false;}

    來看看執行結果：

Use ImplementByStringEquals
1117ms
GC 0:0
GC 1:0
GC 2:0
result is True

    對比一下，使用ToUpper的速度要慢一倍，並且有大量的0代垃圾對象。那些號稱是用空間換時間的人可以反思一下了，用空間換來了什嗎？負時間嗎？

字典類的使用

    繼續說string的情境，有些人也許會想到用Hash表等類似結構來加速，不錯，這是個好主意，只不過，Hash表不一定總是最佳方案，什麼不相信？還是做個測試吧：

private static bool ImplementByHashSet(List<string> strs, string value){    HashSet<string> set = new HashSet<string>(strs, StringComparer.CurrentCultureIgnoreCase);    return set.Contains(value);}

    看看執行結果：

Use ImplementByHashSet
5114ms
GC 0:38
GC 1:38
GC 2:38
result is True

    驚訝吧，速度比用ToUpper還慢了1倍多，而且2代垃圾也38次的回收（執行2代記憶體回收時，會強制執行1代和0代記憶體回收）。

    不過使用Hash表等類似來加速這個想法本身是一個很正確的想法，不過前提是Hash表本身能夠緩衝，例如：

private static Func<string, bool> ImplementByHashSet2(List<string> strs){    HashSet<string> set = new HashSet<string>(strs, StringComparer.CurrentCultureIgnoreCase);    return set.Contains;}

    然後把main的方法修改為：

Console.WriteLine("Use ImplementByHashSet2");result = MeasurePerformance(s =>{    var f = ImplementByHashSet2(strs);    bool ret = false;    for (int i = 0; i < 1000; i++)    {        ret = f(s);    }    return ret;}, "yZh", 1);Console.WriteLine("result is " + result.ToString());Console.ReadLine();

    再看看結果：

Use ImplementByHashSet2
6ms
GC 0:0
GC 1:0
GC 2:0
result is True

    效能出現了飛躍性的增長。

更多

    是什麼拖慢了c#/.net？簡單的說：不必要的建立對象，不必要的同步，迴圈執行低效的方法（例如被firelong重點批鬥的反射，不過ms並沒讓你在迴圈裡面使用Invoke），使用低效的資料結構和演算法（看看緩衝情況下Hash表類似結構的驚人表現，就知道區別了）

    c#/.net的低門檻確實在一定程度上有利於把更多的程式員拉入c#/.net，但是也確實把整個c#/.net程式的代碼水平降低了不少，這一點確實很令人擔憂。

    最後別忘了一點，一個系統能有多少效能，不是由這個系統中效能最好的部分決定的，而是由這個系統中效能最差的部分所決定的。配一台有16g記憶體，100t硬碟，加上頂級的顯卡，缺配上386的cpu，這台電腦的效能就是386的效能。同樣，c#/.net再好，寫程式的人水平差，寫出來的程式的效能自然也就差了。