使用c#的线程和任务之间的性能比较

Question

我试图了解使用 common Threads 和Tasks之间的好处。第一个进入System.Threading命名空间，后者进入System.Threading.Tasks命名空间。所以，只是为了玩和熟悉它们，我写了这个程序C#：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        long ticksAtStart = DateTime.UtcNow.Ticks;

        new Thread(() => { ExecuteAsyn("Thread", DateTime.UtcNow.Ticks); }).Start();
        Console.WriteLine("Using Thread: " + (DateTime.UtcNow.Ticks - ticksAtStart));

        ticksAtStart = DateTime.UtcNow.Ticks;

        Task g = Task.Factory.StartNew(() => ExecuteAsyn("TPL", DateTime.UtcNow.Ticks));
        Console.WriteLine("Using TPL: " + (DateTime.UtcNow.Ticks - ticksAtStart));

        g.Wait();
        Console.ReadKey();
    }

    private static void ExecuteAsyn(string source, long ticksAtExecutionTime)
    {
        Console.WriteLine("Hello World! Using " + source + " the difference between initialization and execution is " + (DateTime.UtcNow.Ticks - ticksAtExecutionTime));
    }
}

因此，根据我的理解，任务应该具有更高的性能，因为它们使用可用的线程，ThreadPool而创建和启动新线程可能非常消耗资源。该程序记录两个事件。CRL 需要两次创建两种对象的刻度数，并且在创建 Thread 和提供的委托的实际执行之间的刻度数，在我的情况下ExecuteAsync。

我没想到的事情发生了：

使用线程：11372 Hello World！使用线程初始化和执行之间的区别是 5482 使用 TPL：333004 Hello World！使用TPL初始化和执行的区别是0

所以看起来使用经典线程比使用任务要高效得多。但对我来说，这里有些奇怪。任何人都可以让我了解这个主题吗？谢谢你。

Answer 1

第一次执行一个方法总是成本更高：程序集被延迟加载，并且该方法可能还没有被 JIT。

例如，如果我们采用您的基准测试（用秒表替换 DateTime 以获得精确度）并Task.Factory.StartNew再次调用：

static void Main(string[] args)
{
    var sw = Stopwatch.StartNew();

    new Thread(() => { ExecuteAsyn("Thread", sw); }).Start();
    Console.WriteLine("Using Thread: " + sw.Elapsed);

    sw = Stopwatch.StartNew();

    Task g = Task.Factory.StartNew(() => ExecuteAsyn("TPL", sw));
    Console.WriteLine("Using TPL: " + sw.Elapsed);

    g.Wait();

    sw = Stopwatch.StartNew();

    g = Task.Factory.StartNew(() => ExecuteAsyn("TPL", sw));
    Console.WriteLine("Using TPL: " + sw.Elapsed);

    g.Wait();

    Console.ReadKey();
}

private static void ExecuteAsyn(string source, Stopwatch sw)
{
    Console.WriteLine("Hello World! Using " + source + " the difference between initialization and execution is " + (sw.Elapsed));
}

我电脑上的结果是：

使用线程：00:00:00.0002071

你好，世界！使用 Thread 初始化和执行之间的区别是 00:00:00.0004732

使用 TPL：00:00:00.0046301

你好，世界！使用 TPL 初始化和执行之间的差异是 00:00:00.0048927

使用 TPL：00:00:00.0000027

你好，世界！使用 TPL 初始化和执行之间的差异是 00:00:00.0001215

我们可以看到第二个调用比第一个调用快三个数量级。

使用真正的基准测试框架（例如 BenchmarkDotNet），我们可以获得更可靠的结果：

  Method |       Mean |     Error |    StdDev |
-------- |-----------:|----------:|----------:|
 Threads | 137.426 us | 1.9170 us | 1.7932 us |
   Tasks |   2.384 us | 0.0322 us | 0.0301 us |

也就是说，还有一些补充说明：

1. 你的比较是不公平的。您正在比较线程的创建与通过任务 API 在线程池上排队任务。为了公平起见，您应该ThreadPool.UnsafeQueueWorkItem改为使用（它允许您在没有任务 API 的情况下使用线程池）

2. 是否使用 Thread 或 Task 不应该是性能问题。其实更多是为了方便。除非您处理低延迟或非常高的吞吐量，否则性能差距极不可能对您的应用程序产生任何影响。