c#不可忍受之慢——谁是罪魁祸首

    前些日子，爆出N篇说c#/.net太慢的，要求删除c#/.net部分特性的文章。

    撇开那些文章不说，c#/.net慢似乎是业界公认的铁则，不论大家如何证明c#/.net其实不比c++慢多少，但是应用程序级别的性能却依然这么慢。

    那么c#/.net慢在哪里？

    很不幸的是大部分c#程序是被大部分程序员拖慢的，也许这个结论不太容易被人接受，却是一个广泛存在的。

String的操作

    几乎所有的程序都有String操作，至少90%的程序需要忽略大小写的比较，检查一下代码，至少其中大半的应用程序有类似这样的代码：

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

    或者ToLower版的，甚至我还看到过有个Web的HttpModule里面写上了：

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

    想一下，每个页面请求过来，都要执行这样一段代码，大片大片的创建string实例，更夸张的是还有人说这是用空间换时间。。。

性能测试

    说这个方法慢，也许还有人不承认，认为这个就是最好的方法，所以这里要用具体测试来摆个事实。

    首先准备一个测试性能的方法：

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;}

    然后来准备一个堆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;}

    然后来看看ToUpper的实现：

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;}

    最后准备好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();

    来看看执行结果：

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

    来个对比测试，用string.Equals来测试一下：

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;}

    来看看执行结果：

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

    对比一下，使用ToUpper的速度要慢一倍，并且有大量的0代垃圾对象。那些号称是用空间换时间的人可以反思一下了，用空间换来了什么？负时间吗？

字典类的使用

    继续说string的场景，有些人也许会想到用Hash表等类似结构来加速，不错，这是个好主意，只不过，Hash表不一定总是最佳方案，什么不相信？还是做个测试吧：

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

    看看执行结果：

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

    惊讶吧，速度比用ToUpper还慢了1倍多，而且2代垃圾也38次的回收（执行2代垃圾回收时，会强制执行1代和0代垃圾回收）。

    不过使用Hash表等类似来加速这个想法本身是一个很正确的想法，不过前提是Hash表本身能够缓存，例如：

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

    然后把main的方法修改为：

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();

    再看看结果：

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

    性能出现了飞跃性的增长。

更多

    是什么拖慢了c#/.net？简单的说：不必要的创建对象，不必要的同步，循环执行低效的方法（例如被firelong重点批斗的反射，不过ms并没让你在循环里面使用Invoke），使用低效的数据结构和算法（看看缓存情况下Hash表类似结构的惊人表现，就知道区别了）

    c#/.net的低门槛确实在一定程度上有利于把更多的程序员拉入c#/.net，但是也确实把整个c#/.net程序的代码水平降低了不少，这一点确实很令人担忧。

    最后别忘了一点，一个系统能有多少性能，不是由这个系统中性能最好的部分决定的，而是由这个系统中性能最差的部分所决定的。配一台有16g内存，100t硬盘，加上顶级的显卡，缺配上386的cpu，这台电脑的性能就是386的性能。同样，c#/.net再好，写程序的人水平差，写出来的程序的性能自然也就差了。