为什么通过代表的不同方式的性能有如此大的差异？

Question

我试图比较三种不同的方式将委托传递给C#中的函数 - 由lambda,委托和直接引用.让我感到惊讶的是直接参考方法(即ComputeStringFunctionViaFunc(object[i].ToString))比其他方法慢六倍.有谁知道为什么会这样？

完整代码如下:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Runtime.CompilerServices;

namespace FunctionInvocationTest
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            object[] objectArray = new object[10000000];
            for (int i = 0; i < objectArray.Length; ++i) { objectArray[i] = new object(); }

            ComputeStringFunction(objectArray[0]);
            ComputeStringFunctionViaFunc(objectArray[0].ToString);
            ComputeStringFunctionViaFunc(delegate() { return objectArray[0].ToString(); });
            ComputeStringFunctionViaFunc(() => objectArray[0].ToString());

            System.Diagnostics.Stopwatch s = new System.Diagnostics.Stopwatch();
            s.Start();
            for (int i = 0; i < objectArray.Length; ++i)
            {
                ComputeStringFunction(objectArray[i]);
            }
            s.Stop();
            Console.WriteLine(s.Elapsed.TotalMilliseconds);

            s.Reset();
            s.Start();
            for (int i = 0; i < objectArray.Length; ++i)
            {
                ComputeStringFunctionViaFunc(delegate() { return objectArray[i].ToString(); });
            }
            s.Stop();
            Console.WriteLine(s.Elapsed.TotalMilliseconds);

            s.Reset();
            s.Start();
            for (int i = 0; i < objectArray.Length; ++i)
            {
                ComputeStringFunctionViaFunc(objectArray[i].ToString);
            }
            s.Stop();
            Console.WriteLine(s.Elapsed.TotalMilliseconds);

            s.Reset();
            s.Start();
            for (int i = 0; i < objectArray.Length; ++i)
            {
                ComputeStringFunctionViaFunc(() => objectArray[i].ToString());
            }
            s.Stop();
            Console.WriteLine(s.Elapsed.TotalMilliseconds);

            Console.ReadLine();
        }

        [MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
        public static void ComputeStringFunction(object stringFunction)
        {
        }

        public static void ComputeStringFunctionViaFunc(Func<string> stringFunction)
        {
        }
    }
}

Answer 1

修复代码以实际调用ToString()/ stringFunction(),并使用Mono 2.10.9进行测量:

ComputeStringFunctionViaFunc(objectArray[i].ToString);很慢因为object.ToString是虚拟的.检查每个对象以防它覆盖ToString并且ToString应该调用被覆盖的对象.创建其他委托是为了引用非虚函数(快速),它直接调用虚函数(也很快).当修改生成的IL以进行更改时,可以看到这是原因

ldelem.ref
dup 
ldvirtftn instance string object::ToString()

至

ldelem.ref
ldftn instance string object::ToString()

总是指object.ToString,从来不是一个压倒一切的功能.这三种方法大约需要同时进行.

更新:一个额外的方法,直接绑定objectArray[i]但仍然ToString虚拟调用:

for (int i = 0; i < objectArray.Length; ++i)
{
    ComputeStringFunctionViaFunc(objectArray[i].ToStringHelper);
}

static class Extensions
{
    public static string ToStringHelper(this object obj)
    {
        return obj.ToString();
    }
}

也提供与其他非虚拟代表大致相同的时间.