为什么 Func<> 委托这么慢

Question

我正在使用 funcs 将重复的算术代码移动到可重用的块中，但是当我运行一个简单的测试来测试它是否会更慢时，我很惊讶它的速度是原来的两倍。

为什么计算表达式的速度要慢两倍

using System;
using System.Runtime.CompilerServices;
using BenchmarkDotNet.Attributes;
using BenchmarkDotNet.Exporters;
using BenchmarkDotNet.Loggers;
using BenchmarkDotNet.Running;

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var summary = BenchmarkRunner.Run<Calculations>();

            var logger = ConsoleLogger.Default;
            MarkdownExporter.Console.ExportToLog(summary, logger);

            Console.WriteLine(summary);
        }
    }

    public class Calculations
    {
        public Random RandomGeneration = new Random();

        [Benchmark]
        public void CalculateNormal()
        {
           var s =  RandomGeneration.Next() * RandomGeneration.Next();
        }

        [Benchmark]
        public void CalculateUsingFunc()
        {
            Calculate(() => RandomGeneration.Next() * RandomGeneration.Next());
        }

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public int Calculate(Func<int> expr)
        {
            return expr();
        }
    }
}

以下是基准：

Answer 1

您在每次调用时都创建一个新的委托对象。这并不奇怪，它有相当多的开销。

如果您使用不捕获this或任何局部变量的 lambda 表达式（在这种情况下编译器可以将其缓存在静态字段中），或者如果您显式创建单个实例并将其存储在自己的字段中，则大部分开销消失了。

这是您的测试的修改版本：

public class Calculations
{
    public Random RandomGeneration = new Random();
    private Func<int> exprField;
    
    public Calculations()
    {
        exprField = () => RandomGeneration.Next() * RandomGeneration.Next();
    }
    
    [Benchmark]
    public void CalculateNormal()
    {
       var s =  RandomGeneration.Next() * RandomGeneration.Next();
    }

    [Benchmark]
    public void CalculateUsingFunc()
    {
        Calculate(() => RandomGeneration.Next() * RandomGeneration.Next());
    }
    
    [Benchmark]
    public void CalculateUsingFuncField()
    {
        Calculate(exprField);
    }

    
    [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
    public int Calculate(Func<int> expr)
    {
        return expr();
    }
}

我机器上的结果：

|                  Method |     Mean |    Error |   StdDev |
|------------------------ |---------:|---------:|---------:|
|         CalculateNormal | 27.61 ns | 0.438 ns | 0.388 ns |
|      CalculateUsingFunc | 48.74 ns | 1.009 ns | 0.894 ns |
| CalculateUsingFuncField | 32.53 ns | 0.698 ns | 0.717 ns |

所以仍然有一些开销，但比以前少了很多。