一个简单的性能计数器

前言

     最近在网上看到了老赵的这篇文章。自己也经常要用到性能测试，所以就在此记录下，方便以后查阅。

     有数据，有真相，相信大家在平时的工作或学习过程中，都需要比较几种不同方法或实现之间的性能差距。在这些时候，往往就需要我们不断地创建Stopwatch，打开，关闭，然后打印时间。这种一遍又一遍的重复终有一天会让人忍无可忍，因此如果能有一个“标准”的性能计数器，那应该可以让生活轻松许多。这个性能计数器不用复杂，够用就好；也不需要考虑扩展性，要扩展时直接修改代码就够了；同样不需要考虑输出格式，直接打印在Console就行。

实现代码

      总的来说，CodeTimer有两个公开方法，一个是Initialize，一个是Time：

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">  public static void Initialize()        {            Process.GetCurrentProcess().PriorityClass = ProcessPriorityClass.High;            Thread.CurrentThread.Priority = ThreadPriority.Highest;            Time("", 1, () => { });        }</span>

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">  /// <summary>        /// 用于性能计数的方法        /// </summary>        /// <param name="name">名称</param>        /// <param name="iteration">循环次数</param>        /// <param name="action">需要执行的方法</param>        public static void Time(string name, int iteration, Action action)        {            if (String.IsNullOrEmpty(name)) return;            // 1.保留当前控制台前景色，并使用黄色输出名称参数            ConsoleColor currentForeColor = Console.ForegroundColor;            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Yellow;            Console.WriteLine(name);            // 2.强制GC进行收集，并记录目前各代已经收集的次数            GC.Collect(GC.MaxGeneration, GCCollectionMode.Forced);            int[] gcCounts = new int[GC.MaxGeneration + 1];            for (int i = 0; i <= GC.MaxGeneration; i++)            {                gcCounts[i] = GC.CollectionCount(i);            }            // 3.执行代码，记录下消耗的时间及CPU时钟周期            Stopwatch watch = new Stopwatch();            watch.Start();            ulong cycleCount = GetCycleCount();            for (int i = 0; i < iteration; i++) action();            ulong cpuCycles = GetCycleCount() - cycleCount;            watch.Stop();            // 4.恢复控制台默认前景色，并打印出消耗时间及CPU时钟周期            Console.ForegroundColor = currentForeColor;            Console.WriteLine("\tTime Elapsed:\t" + watch.ElapsedMilliseconds.ToString("N0") + "ms");            Console.WriteLine("\tCPU Cycles:\t" + cpuCycles.ToString("N0"));            // 5.打印执行过程中各代垃圾收集回收次数            for (int i = 0; i <= GC.MaxGeneration; i++)            {                int count = GC.CollectionCount(i) - gcCounts[i];                Console.WriteLine("\tGen " + i + ": \t\t" + count);            }            Console.WriteLine();        }        private static ulong GetCycleCount()        {            ulong cycleCount = 0;            QueryThreadCycleTime(GetCurrentThread(), ref cycleCount);            return cycleCount;        }        [DllImport("kernel32.dll")]        [return: MarshalAs(UnmanagedType.Bool)]        static extern bool QueryThreadCycleTime(IntPtr threadHandle, ref ulong cycleTime);        [DllImport("kernel32.dll")]        static extern IntPtr GetCurrentThread();    }</span>

CodeTimer.Initialize方法应该在测试开始前调用。首先它会把当前进程及当前线程的优先级设为最高，这样便可以相对减少操作系统在调度上造成的干扰。然后调用一次Time方法进行“预热”，让JIT将IL编译成本地代码，让Time方法尽快“进入状态”。Time方法则是真正用于性能计数的方法。

Time方法接受三个参数，名称，循环次数以及需要执行的方法体。打印出花费时间，消耗的CPU时钟周期，以及各代垃圾收集的回收次数。具体实现分几个步骤，如下：
1、保留当前控制台前景色，并使用黄色输出名称参数。
2、强制GC进行收集，并记录目前各代已经收集的次数。
3、执行代码，记录下消耗的时间及CPU时钟周期1。
4、恢复控制台默认前景色，并打印出消耗时间及CPU时钟周期。
5、打印执行过程中各代垃圾收集回收次数。
与传统计数方法相比，这段代码还输出了更多信息：CPU时钟周期及各代垃圾收集回收次数。CPU时钟周期是性能计数中的辅助参考，说明CPU分配了多少时间片给这段方法来执行，它和消耗时间并没有必然联系。例如Thread.Sleep方法会让CPU暂时停止对当前线程的“供给”，这样虽然消耗了时间，但是节省了CPU时钟周期：

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">CodeTimer.Time("Thread Sleep", 1, () => { Thread.Sleep(3000); });CodeTimer.Time("Empty Method", 10000000, () => { });</span>

结果如下：

而垃圾收集次数的统计，即直观地反应了方法资源分配（消耗）的规模：

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">int iteration = 100 * 1000;string s = "";CodeTimer.Time("String Concat", iteration, () => { s += "a"; });StringBuilder sb = new StringBuilder();CodeTimer.Time("StringBuilder", iteration, () => { sb.Append("a"); });</span>

结果如下：

其他

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