C# 创建一个恒定但局部的数组
有时我需要一个硬编码的查找表来查找单个方法 我也可以创建这样的数组C# 创建一个恒定但局部的数组,c#,.net,arrays,performance,optimization,C#,.net,Arrays,Performance,Optimization,有时我需要一个硬编码的查找表来查找单个方法 我也可以创建这样的数组 在方法本身的局部 类内的静态 第一种情况的示例： 据我所知，每次执行此方法时，.net引擎都会创建一个新的查找数组。这是否正确，或者JITer是否足够聪明，可以在调用之间缓存和重用阵列？ 我假设答案是否定的，因此如果我想确保在调用之间缓存数组，一种方法是使其静态： 第二种情况的示例： 有没有办法做到这一点而不污染我的类的名称空间我可以声明一个仅在当前范围内可见的静态数组吗？本地数组 Roslyn编译器将本地数组放入元数据中。
- 在方法本身的局部
- 类内的静态
静态：
第二种情况的示例：
有没有办法做到这一点而不污染我的类的名称空间我可以声明一个仅在当前范围内可见的静态数组吗？本地数组
Roslyn编译器将本地数组放入元数据中。让我们看一下您的Convert
方法的第一个版本：
public int Convert(int i)
{
int[] lookup = new[] {1, 2, 4, 8, 16, 32, 666, /*...*/ };
return lookup[i];
}
以下是相应的IL代码（发布版本，Roslyn 1.3.1.60616）：
如您所见，查找
数组位于程序集元数据中。启动应用程序时，JIT只需从元数据中获取数组内容。asm示例（Windows 10、.NET Framework 4.6.1（4.0.30319.42000），RyuJIT:clrjit-v4.6.1080.0，发布版本）：
LegacyJIT-x64版本：
int[] lookup = new[] { 1, 2, 4, 8, 16, 32, 666, /*...*/ };
00007FFEDF0E41E0 push rbx
00007FFEDF0E41E1 push rdi
00007FFEDF0E41E2 sub rsp,28h
00007FFEDF0E41E6 mov ebx,edx
00007FFEDF0E41E8 mov edx,7
00007FFEDF0E41ED lea rcx,[7FFF3D1C4C62h]
00007FFEDF0E41F4 call 00007FFF3E6B2600
00007FFEDF0E41F9 mov rdi,rax
00007FFEDF0E41FC lea rcx,[7FFEDF124760h]
00007FFEDF0E4203 call 00007FFF3E73CA90
00007FFEDF0E4208 mov rdx,rax
00007FFEDF0E420B mov rcx,rdi
00007FFEDF0E420E call 00007FFF3E73C8B0
return lookup[i];
00007FFEDF0E4213 movsxd r11,ebx
00007FFEDF0E4216 mov rax,qword ptr [rdi+8]
00007FFEDF0E421A cmp r11,7
00007FFEDF0E421E jae 00007FFEDF0E4230
00007FFEDF0E4220 mov eax,dword ptr [rdi+r11*4+10h]
00007FFEDF0E4225 add rsp,28h
00007FFEDF0E4229 pop rdi
00007FFEDF0E422A pop rbx
00007FFEDF0E422B ret
00007FFEDF0E422C nop dword ptr [rax]
00007FFEDF0E4230 call 00007FFF3EB57BE0
00007FFEDF0E4235 nop
LegacyJIT-x86版本：
int[] lookup = new[] { 1, 2, 4, 8, 16, 32, 666, /*...*/ };
009A2DC4 push esi
009A2DC5 push ebx
009A2DC6 mov ebx,edx
009A2DC8 mov ecx,6A2C402Eh
009A2DCD mov edx,7
009A2DD2 call 0094322C
009A2DD7 lea edi,[eax+8]
009A2DDA mov esi,5082944h
009A2DDF mov ecx,7
009A2DE4 rep movs dword ptr es:[edi],dword ptr [esi]
return lookup[i];
009A2DE6 cmp ebx,dword ptr [eax+4]
009A2DE9 jae 009A2DF4
009A2DEB mov eax,dword ptr [eax+ebx*4+8]
009A2DEF pop ebx
009A2DF0 pop esi
009A2DF1 pop edi
009A2DF2 pop ebp
009A2DF3 ret
009A2DF4 call 6B9D52F0
009A2DF9 int 3
静态阵列
现在，让我们将其与第二个版本进行比较：
private static readonly int[] lookup = new[] { 1, 2, 4, 8, 16, 32, 666, /*...*/ };
public int Convert(int i)
{
return lookup[i];
}
IL:
ASM（LegacyJIT-x64）：
ASM（LegacyJIT-x86）：
基准
让我们在的帮助下编写一个基准测试
结论
- .NET是否缓存硬编码的本地数组？有点：Roslyn编译器将其放入元数据中
- 这种情况下我们有开销吗？不幸的是，是的：JIT将从每次调用的元数据中复制数组内容；它将比使用静态数组的情况下工作更长时间。运行时还分配对象并产生内存流量
- 我们应该关心它吗？视情况而定。如果这是一种热门方法，并且您希望获得良好的性能级别，那么应该使用静态数组。如果它是一个不影响应用程序性能的冷方法，那么您可能应该编写“良好”的源代码，并将数组放入方法范围
我认为jit不会对本地方法进行缓存或任何操作。将其定义为类级静态，特别是对于大型LUT要安全如果你不想污染类，你可以引入一个静态Lookup
类，并将数组移动到那里。也许可以使用某种闭包？我不会试图超越AndreyAkinshin令人敬畏的答案。但是看看stackalloc，这可能是你需要的。这真的是“抑制优化”未选中的发布模式吗？E:也是fwiw，它显示它复制整个数组只是为了索引到其中并立即将其丢弃，至少x86版本，我甚至不确定x64版本试图做什么。@harold，是的，这是未选中“抑制优化”的发布模式：很好，所以这是有效的，我忍不住有点失望though@harold，我还添加了x86版本、基准测试和结论，请参阅我的更新。每次都会创建本地数组，因为它可以被修改（静态数组也可以），所以实际上您要问的是jit是否分析函数，并确定其未被修改，因此可以使其成为静态的。
// Token: 0x02000003 RID: 3
.class private auto ansi sealed '<PrivateImplementationDetails>'
extends [mscorlib]System.Object
{
.custom instance void [mscorlib]System.Runtime.CompilerServices.CompilerGeneratedAttribute::.ctor() = (
01 00 00 00
)
// Nested Types
// Token: 0x02000004 RID: 4
.class nested private explicit ansi sealed '__StaticArrayInitTypeSize=28'
extends [mscorlib]System.ValueType
{
.pack 1
.size 28
} // end of class __StaticArrayInitTypeSize=28
// Fields
// Token: 0x04000001 RID: 1 RVA: 0x00002944 File Offset: 0x00000B44
.field assembly static initonly valuetype '<PrivateImplementationDetails>'/'__StaticArrayInitTypeSize=28' '502D7419C3650DEE94B5938147BC9B4724D37F99' at I_00002944 // 28 (0x001c) bytes
} // end of class <PrivateImplementationDetails>
int[] lookup = new[] { 1, 2, 4, 8, 16, 32, 666, /*...*/ };
00007FFEDF0A44E2 sub esp,20h
00007FFEDF0A44E5 mov esi,edx
00007FFEDF0A44E7 mov rcx,7FFF3D1C4C62h
00007FFEDF0A44F1 mov edx,7
00007FFEDF0A44F6 call 00007FFF3E6B2600
00007FFEDF0A44FB mov rdx,134CF7F2944h
00007FFEDF0A4505 mov ecx,dword ptr [rax+8]
00007FFEDF0A4508 lea r8,[rax+10h]
00007FFEDF0A450C vmovdqu xmm0,xmmword ptr [rdx]
00007FFEDF0A4511 vmovdqu xmmword ptr [r8],xmm0
00007FFEDF0A4516 mov r9,qword ptr [rdx+10h]
00007FFEDF0A451A mov qword ptr [r8+10h],r9
00007FFEDF0A451E mov r9d,dword ptr [rdx+18h]
00007FFEDF0A4522 mov dword ptr [r8+18h],r9d
return lookup[i];
00007FFEDF0A4526 cmp esi,ecx
return lookup[i];
00007FFEDF0A4528 jae 00007FFEDF0A4537
00007FFEDF0A452A movsxd rdx,esi
00007FFEDF0A452D mov eax,dword ptr [rax+rdx*4+10h]
00007FFEDF0A4531 add rsp,20h
00007FFEDF0A4535 pop rsi
00007FFEDF0A4536 ret
00007FFEDF0A4537 call 00007FFF3EB57BE0
00007FFEDF0A453C int 3
int[] lookup = new[] { 1, 2, 4, 8, 16, 32, 666, /*...*/ };
00007FFEDF0E41E0 push rbx
00007FFEDF0E41E1 push rdi
00007FFEDF0E41E2 sub rsp,28h
00007FFEDF0E41E6 mov ebx,edx
00007FFEDF0E41E8 mov edx,7
00007FFEDF0E41ED lea rcx,[7FFF3D1C4C62h]
00007FFEDF0E41F4 call 00007FFF3E6B2600
00007FFEDF0E41F9 mov rdi,rax
00007FFEDF0E41FC lea rcx,[7FFEDF124760h]
00007FFEDF0E4203 call 00007FFF3E73CA90
00007FFEDF0E4208 mov rdx,rax
00007FFEDF0E420B mov rcx,rdi
00007FFEDF0E420E call 00007FFF3E73C8B0
return lookup[i];
00007FFEDF0E4213 movsxd r11,ebx
00007FFEDF0E4216 mov rax,qword ptr [rdi+8]
00007FFEDF0E421A cmp r11,7
00007FFEDF0E421E jae 00007FFEDF0E4230
00007FFEDF0E4220 mov eax,dword ptr [rdi+r11*4+10h]
00007FFEDF0E4225 add rsp,28h
00007FFEDF0E4229 pop rdi
00007FFEDF0E422A pop rbx
00007FFEDF0E422B ret
00007FFEDF0E422C nop dword ptr [rax]
00007FFEDF0E4230 call 00007FFF3EB57BE0
00007FFEDF0E4235 nop
int[] lookup = new[] { 1, 2, 4, 8, 16, 32, 666, /*...*/ };
009A2DC4 push esi
009A2DC5 push ebx
009A2DC6 mov ebx,edx
009A2DC8 mov ecx,6A2C402Eh
009A2DCD mov edx,7
009A2DD2 call 0094322C
009A2DD7 lea edi,[eax+8]
009A2DDA mov esi,5082944h
009A2DDF mov ecx,7
009A2DE4 rep movs dword ptr es:[edi],dword ptr [esi]
return lookup[i];
009A2DE6 cmp ebx,dword ptr [eax+4]
009A2DE9 jae 009A2DF4
009A2DEB mov eax,dword ptr [eax+ebx*4+8]
009A2DEF pop ebx
009A2DF0 pop esi
009A2DF1 pop edi
009A2DF2 pop ebp
009A2DF3 ret
009A2DF4 call 6B9D52F0
009A2DF9 int 3
private static readonly int[] lookup = new[] { 1, 2, 4, 8, 16, 32, 666, /*...*/ };
public int Convert(int i)
{
return lookup[i];
}
// Token: 0x04000001 RID: 1
.field private static initonly int32[] lookup
// Token: 0x06000002 RID: 2 RVA: 0x00002056 File Offset: 0x00000256
.method public hidebysig
instance int32 Convert (
int32 i
) cil managed noinlining
{
// Header Size: 1 byte
// Code Size: 8 (0x8) bytes
.maxstack 8
/* 0x00000257 7E01000004 */ IL_0000: ldsfld int32[] ConsoleApplication5.Program::lookup
/* 0x0000025C 03 */ IL_0005: ldarg.1
/* 0x0000025D 94 */ IL_0006: ldelem.i4
/* 0x0000025E 2A */ IL_0007: ret
} // end of method Program::Convert
// Token: 0x02000003 RID: 3
.class private auto ansi sealed '<PrivateImplementationDetails>'
extends [mscorlib]System.Object
{
.custom instance void [mscorlib]System.Runtime.CompilerServices.CompilerGeneratedAttribute::.ctor() = (
01 00 00 00
)
// Nested Types
// Token: 0x02000004 RID: 4
.class nested private explicit ansi sealed '__StaticArrayInitTypeSize=28'
extends [mscorlib]System.ValueType
{
.pack 1
.size 28
} // end of class __StaticArrayInitTypeSize=28
// Fields
// Token: 0x04000002 RID: 2 RVA: 0x000028FC File Offset: 0x00000AFC
.field assembly static initonly valuetype '<PrivateImplementationDetails>'/'__StaticArrayInitTypeSize=28' '502D7419C3650DEE94B5938147BC9B4724D37F99' at I_000028fc // 28 (0x001c) bytes
} // end of class <PrivateImplementationDetails>
return lookup[i];
00007FFEDF0B4490 sub rsp,28h
00007FFEDF0B4494 mov rax,212E52E0080h
00007FFEDF0B449E mov rax,qword ptr [rax]
00007FFEDF0B44A1 mov ecx,dword ptr [rax+8]
00007FFEDF0B44A4 cmp edx,ecx
00007FFEDF0B44A6 jae 00007FFEDF0B44B4
00007FFEDF0B44A8 movsxd rdx,edx
00007FFEDF0B44AB mov eax,dword ptr [rax+rdx*4+10h]
00007FFEDF0B44AF add rsp,28h
00007FFEDF0B44B3 ret
00007FFEDF0B44B4 call 00007FFF3EB57BE0
00007FFEDF0B44B9 int 3
return lookup[i];
00007FFEDF0A4611 sub esp,28h
00007FFEDF0A4614 mov rcx,226CC5203F0h
00007FFEDF0A461E mov rcx,qword ptr [rcx]
00007FFEDF0A4621 movsxd r8,edx
00007FFEDF0A4624 mov rax,qword ptr [rcx+8]
00007FFEDF0A4628 cmp r8,rax
00007FFEDF0A462B jae 00007FFEDF0A4637
00007FFEDF0A462D mov eax,dword ptr [rcx+r8*4+10h]
00007FFEDF0A4632 add rsp,28h
00007FFEDF0A4636 ret
00007FFEDF0A4637 call 00007FFF3EB57BE0
00007FFEDF0A463C nop
return lookup[i];
00AA2E18 push ebp
00AA2E19 mov ebp,esp
00AA2E1B mov eax,dword ptr ds:[03628854h]
00AA2E20 cmp edx,dword ptr [eax+4]
00AA2E23 jae 00AA2E2B
00AA2E25 mov eax,dword ptr [eax+edx*4+8]
00AA2E29 pop ebp
00AA2E2A ret
00AA2E2B call 6B9D52F0
00AA2E30 int 3
[Config(typeof(Config)), LegacyJitX86Job, LegacyJitX64Job, RyuJitX64Job, RPlotExporter]
public class ArrayBenchmarks
{
private static readonly int[] lookup = new[] {1, 2, 4, 8, 16, 32, 666, /*...*/};
[MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
public int ConvertStatic(int i)
{
return lookup[i];
}
[MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
public int ConvertLocal(int i)
{
int[] localLookup = new[] {1, 2, 4, 8, 16, 32, 666, /*...*/};
return localLookup[i];
}
[Benchmark]
public int Static()
{
int sum = 0;
for (int i = 0; i < 10001; i++)
sum += ConvertStatic(0);
return sum;
}
[Benchmark]
public int Local()
{
int sum = 0;
for (int i = 0; i < 10001; i++)
sum += ConvertLocal(0);
return sum;
}
private class Config : ManualConfig
{
public Config()
{
Add(new MemoryDiagnoser());
Add(MarkdownExporter.StackOverflow);
}
}
}
Host Process Environment Information:
BenchmarkDotNet.Core=v0.9.9.0
OS=Microsoft Windows NT 6.2.9200.0
Processor=Intel(R) Core(TM) i7-4702MQ CPU 2.20GHz, ProcessorCount=8
Frequency=2143474 ticks, Resolution=466.5324 ns, Timer=TSC
CLR=MS.NET 4.0.30319.42000, Arch=64-bit RELEASE [RyuJIT]
GC=Concurrent Workstation
JitModules=clrjit-v4.6.1586.0
Type=ArrayBenchmarks Mode=Throughput
Method | Platform | Jit | Median | StdDev | Gen 0 | Gen 1 | Gen 2 | Bytes Allocated/Op |
------- |--------- |---------- |-------------- |----------- |--------- |------ |------ |------------------- |
Static | X64 | LegacyJit | 24.0243 us | 0.1590 us | - | - | - | 1.07 |
Local | X64 | LegacyJit | 2,068.1034 us | 33.7142 us | 1,089.00 | - | - | 436,603.02 |
Static | X64 | RyuJit | 20.7906 us | 0.2018 us | - | - | - | 1.06 |
Local | X64 | RyuJit | 83.4041 us | 0.9993 us | 613.55 | - | - | 244,936.53 |
Static | X86 | LegacyJit | 20.9957 us | 0.2267 us | - | - | - | 1.01 |
Local | X86 | LegacyJit | 167.6257 us | 1.3543 us | 431.43 | - | - | 172,121.77 |