C# 静态构造函数性能以及我们为什么可以'；t指定beforefieldinit

我在使用以下两种结构时遇到了速度上的差异：

public struct NoStaticCtor
{
    private static int _myValue = 3;
    public static int GetMyValue() { return _myValue; }
}

public struct StaticCtor
{
    private static int _myValue;
    public static int GetMyValue() { return _myValue; }
    static StaticCtor()
    {
        _myValue = 3;
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        long numTimes = 5000000000; // yup, 5 billion
        Stopwatch sw = new Stopwatch();
        sw.Start();
        for (long i = 0; i < numTimes; i++)
        {
            NoStaticCtor.GetMyValue();
        }
        sw.Stop();
        Console.WriteLine("No static ctor: {0}", sw.Elapsed);

        sw.Restart();
        for (long i = 0; i < numTimes; i++)
        {
            StaticCtor.GetMyValue();
        }
        sw.Stop();
        Console.WriteLine("with static ctor: {0}", sw.Elapsed);
    }
}

编译器为

NoStaticCtor

生成一个静态构造函数，该构造函数与

StaticCtor

中显式声明的构造函数相同。我知道，只有在静态构造函数没有明确定义时，编译器才会发出beforefieldinit

它们产生几乎相同的il代码，除了一个不同之处，即使用beforefieldinit声明结构，这就是我感觉差异所在的地方，因为我知道它决定了何时调用类型构造函数，尽管我不太明白为什么会有这样的差异。它假定不是每次迭代都调用类型构造函数，因为类型构造函数只能调用一次。1

所以

1） 为什么在forefieldinit之前有

的结构与没有
的结构之间存在时间差？（我想象JITer在for循环中做了一些额外的事情，但是，我不知道如何查看JITer的输出来查看什么

2） 为什么编译器设计者a）没有将所有结构
beforefieldinit
设置为默认值，b）没有给开发人员显式指定该行为的能力？当然，这是假设你不能，因为我还没有找到办法


编辑：

一,，基本上，每一个循环都要运行一次，期望有所改进，但这并不多：

No static ctor: 00:00:03.3342359
with static ctor: 00:00:14.6139917
No static ctor: 00:00:03.2229995
with static ctor: 00:00:12.9524860
Press any key to continue . . .

我这样做是因为我认为，不管可能性有多大，JITer实际上是在每次迭代中调用类型构造函数。在我看来，JITer应该知道类型构造函数已经被调用了，而不是在编译第二个循环时发出这样做的代码

除了莫蒂的回答之外：
产生更好的结果，因为JITing的差异，
DoSecondLoop
的JITing不会发出静态ctor检查，因为它检测到它以前在
DoFirstLoop
中执行过，导致每个循环以相同的速度执行。（~3秒）
第一次访问类型时，必须执行静态ctor（无论是显式生成还是隐式生成）

当JIT编译器将IL编译为本机指令时，它会检查该类型的静态ctor是否已执行，如果未执行，则会发出本机代码，再次检查静态ctor是否已执行，如果未执行，则执行它

jitted代码被缓存以备将来调用相同的方法（这就是为什么代码必须再次检查是否执行了静态ctor）

问题是，如果检查静态ctor的jitted代码在循环中，那么该测试将在每次迭代中进行

当beforefieldinit存在时，允许JIT编译器通过在进入循环之前测试静态ctor调用来优化代码。如果不存在，则不允许进行此优化

C#编译器会自动为我们决定何时发出此属性。当前（C#4）仅当代码未显式定义静态构造函数时才会发出它。其背后的想法是，如果您自己定义了静态ctor，那么时间对您来说可能更重要，并且ststic ctor不应该提前执行。这可能是真的，也可能不是真的，但您无法更改此行为

以下是我的在线.NET教程中详细解释这一点的部分的链接：

顺便说一句，我不建议在结构上使用静态构造函数，因为信不信由你，它们不能保证执行！这不是问题的一部分，所以我不会详细说明，但是如果你感兴趣的话，请看下面的细节：（我在视频的2:30左右触及这个主题）

我希望这有帮助
 这里需要一些关于大数字的观点。你测量的开销是一纳秒。是的，这就是测试+跳转指令所需要的。@Hans我知道开销很小。我从来不会在生产中编写这样的代码。我目前正在“CLR是如何工作的”这段时间里，我一直在处理一些不寻常的事情。我只是想理解为什么JITer会根据编译器发出的属性做出决定。我可能应该买本书。不要在结构上使用静态构造函数是一个很好的建议。我非常清楚CLR可能并不总是执行它。现在，当我在第一次编辑中考虑到pastebin链接时，JITer将静态ctor检查放在涉及
StaticCtor.GetMyValue（）
的两个循环中，而不是仅放在第一个for循环中，即使JITer知道它在代码中的前面放置了检查。本质上，在任何尚未调用静态ctor的函数中，它将在每次访问之前进行检查，而不仅仅是在第一次访问之前，对吗？嗯，正如您所说，通过测试，JIT编译器可以决定是否将测试放在每个JIT方法的基础上。我将您的代码修改为每次调用两个单独的方法（带和不带ctor），并第二次获得了性能提升：。我不确定这是文档化的还是实现细节，JIT编译器的任何更新都可能会改变。另外，我相信您也知道，JIT编译器的实现在不同平台之间可能有所不同。是的，我只是觉得它很有趣。正如我在上面所评论的，我正处于一个阶段，我只想搞乱/理解CLR，这种行为突然出现了。我被JIT是如何决定什么时候做什么的迷住了。谢谢！：）@ChristopherCurrens&MottiShaked，为什么字段是一个结构很重要？它不重要。这同样适用于类。
No static ctor: 00:00:03.3342359
with static ctor: 00:00:14.6139917
No static ctor: 00:00:03.2229995
with static ctor: 00:00:12.9524860
Press any key to continue . . .