NET性能优化方面的总结

1.C#语言方面1.1垃圾回收垃圾回收解放了手工管理对象的工作，提高了程序的健壮性，但副作用就是程序代码可能对于对象创建变得随意。1.1.1避免不必要的对象创建由于垃圾回收的代价较高，所以C#程序开发要遵循的一个基本原则就是避免不必要的对象创建。以下列举一些常见的情形。1.1.1.1避免循环创建对象★如果对象并不会随每次循环而改变状态，那么在循环中反复创建对象将带来性能损耗。高效的做法是将对象提到循环外面创建。1.1.1.2在需要逻辑分支中创建对象如果对象只在某些逻辑分支中才被用到，那么应只在该逻辑分支中创建对象。1.1.1.3使用常量避免创建对象程序中不应出现如newDecimal(0)之类的代码，这会导致小对象频繁创建及回收，正确的做法是使用Decimal.Zero常量。我们有设计自己的类时，也可以学习这个设计手法，应用到类似的场景中。1.1.1.4使用StringBuilder做字符串连接1.1.2不要使用空析构函数★如果类包含析构函数，由创建对象时会在Finalize队列中添加对象的引用，以保证当对象无法可达时，仍然可以调用到Finalize方法。垃圾回收器在运行期间，会启动一个低优先级的线程处理该队列。相比之下，没有析构函数的对象就没有这些消耗。如果析构函数为空，这个消耗就毫无意义，只会导致性能降低！因此，不要使用空的析构函数。在实际情况中，许多曾在析构函数中包含处理代码，但后来因为种种原因被注释掉或者删除掉了，只留下一个空壳，此时应注意把析构函数本身注释掉或删除掉。1.1.3实现IDisposable接口垃圾回收事实上只支持托管内在的回收，对于其他的非托管资源，例如WindowGDI句柄或数据库连接，在析构函数中释放这些资源有很大问题。原因是垃圾回收依赖于内在紧张的情况，虽然数据库连接可能已濒临耗尽，但如果内存还很充足的话，垃圾回收是不会运行的。C#的IDisposable接口是一种显式释放资源的机制。通过提供using语句，还简化了使用方式（编译器自动生成try...finally块，并在finally块中调用Dispose方法）。对于申请非托管资源对象，应为其实现IDisposable接口，以保证资源一旦超出using语句范围，即得到及时释放。这对于构造健壮且性能优良的程序非常有意义！为防止对象的Dispose方法不被调用的情况发生，一般还要提供析构函数，两者调用一个处理资源释放的公共方法。同时，Dispose方法应调用System.GC.SuppressFinalize(this)，告诉垃圾回收器无需再处理Finalize方法了。1.2String操作1.2.1使用StringBuilder做字符串连接String是不变类，使用+操作连接字符串将会导致创建一个新的字符串。如果字符串连接次数不是固定的，例如在一个循环中，则应该使用StringBuilder类来做字符串连接工作。因为StringBuilder内部有一个StringBuffer，连接操作不会每次分配新的字符串空间。只有当连接后的字符串超出Buffer大小时，才会申请新的Buffer空间。典型代码如下：StringBuildersb=newStringBuilder(256);for(inti=0;iResults.Count;i++){sb.Append(Results[i]);}如果连接次数是固定的并且只有几次，此时应该直接用+号连接，保持程序简洁易读。实际上，编译器已经做了优化，会依据加号次数调用不同参数个数的String.Concat方法。例如：Stringstr=str1+str2+str3+str4;会被编译为String.Concat(str1,str2,str3,str4)。该方法内部会计算总的String长度，仅分配一次，并不会如通常想象的那样分配三次。作为一个经验值，当字符串连接操作达到10次以上时，则应该使用StringBuilder。这里有一个细节应注意：StringBuilder内部Buffer的缺省值为16，这个值实在太小。按StringBuilder的使用场景，Buffer肯定得重新分配。经验值一般用256作为Buffer的初值。当然，如果能计算出最终生成字符串长度的话，则应该按这个值来设定Buffer的初值。使用newStringBuilder(256)就将Buffer的初始长度设为了256。1.2.2避免不必要的调用ToUpper或ToLower方法String是不变类，调用ToUpper或ToLower方法都会导致创建一个新的字符串。如果被频繁调用，将导致频繁创建字符串对象。这违背了前面讲到的“避免频繁创建对象”这一基本原则。例如，bool.Parse方法本身已经是忽略大小写的，调用时不要调用ToLower方法。另一个非常普遍的场景是字符串比较。高效的做法是使用Compare方法，这个方法可以做大小写忽略的比较，并且不会创建新字符串。还有一种情况是使用HashTable的时候，有时候无法保证传递key的大小写是否符合预期，往往会把key强制转换到大写或小写方法。实际上HashTable有不同的构造形式，完全支持采用忽略大小写的key:newHashTable(StringComparer.OrdinalIgnoreCase)。1.2.3最快的空串比较方法将String对象的Length属性与0比较是最快的方法：if(str.Length==0)其次是与String.Empty常量或空串比较：if(str==String.Empty)或if(str==)注：C#在编译时会将程序集中声明的所有字符串常量放到保留池中（internpool），相同常量不会重复分配。1.3多线程1.3.1线程同步线程同步是编写多线程程序需要首先考虑问题。C#为同步提供了Monitor、Mutex、AutoResetEvent和ManualResetEvent对象来分别包装Win32的临界区、互斥对象和事件对象这几种基础的同步机制。C#还提供了一个lock语句，方便使用，编译器会自动生成适当的Monitor.Enter和Monitor.Exit调用。1.3.1.1同步粒度同步粒度可以是整个方法，也可以是方法中某一段代码。为方法指定MethodImplOptions.Synchronized属性将标记对整个方法同步。例如：[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]publicstaticSerialManagerGetInstance(){if(instance==null){instance=newSerialManager();}returninstance;}通常情况下，应减小同步的范围，使系统获得更好的性能。简单将整个方法标记为同步不是一个好主意，除非能确定方法中的每个代码都需要受同步保护。1.3.1.2同步策略使用lock进行同步，同步对象可以选择Type、this或为同步目的专门构造的成员变量。避免锁定Type★锁定Type对象会影响同一进程中所有AppDomain该类型的所有实例，这不仅可能导致严重的性能问题，还可能导致一些无法预期的行为。这是一个很不好的习惯。即便对于一个只包含static方法的类型，也应额外构造一个static的成员变量，让此成员变量作为锁定对象。避免锁定this锁定this会影响该实例的所有方法。假设对象obj有A和B两个方法，其中A方法使用lock(this)对方法中的某段代码设置同步保护。现在，因为某种原因，B方法也开始使用lock(this)来设置同步保护了，并且可能为了完全不同的目的。这样，A方法就被干扰了，其行为可能无法预知。所以，作为一种良好的习惯，建议避免使用lock(this)这种方式。使用为同步目的专门构造的成员变量这是推荐的做法。方式就是new一个object对象，该对象仅仅用于同步目的。如果有多个方法都需要同步，并且有不同的目的，那么就可以为些分别建立几个同步成员变量。1.3.1.4集合同步C#为各种集合类型提供了两种方便的同步机制：Synchronized包装器和SyncRoot属性。//CreatesandinitializesanewArrayListArrayListmyAL=newArrayList();myAL.Add(The);myAL.Add(quick);myAL.Add(brown);myAL.Add(fox);//CreatesasynchronizedwrapperaroundtheArrayListArrayListmySyncdAL=ArrayList.Synchronized(myAL);调用Synchronized方法会返回一个可保证所有操作都是线程安全的相同集合对象。考虑mySyncdAL[0]=mySyncdAL[0]+test这一语句，读和写一共要用到两个锁。一般讲，效率不高。推荐使用SyncRoot属性，可以做比较精细的控制。1.3.2使用ThreadStatic替代NameDataSlot★存取NameDataSlot的Thread.GetData和Thread.SetData方法需要线程同步，涉及两个锁：一个是LocalDataStore.SetData方法需要在AppDomain一级加锁，另一个是ThreadNative.GetDomainLocalStore方法需要在Process一级加锁。如果一些底层的基础服务使用了NameDataSlot，将导致系统出现严重的伸缩性问题。规避这个问题的方法是使用ThreadStatic变量。示例如下：publicsealedclassInvokeContext{[ThreadStatic]privatestaticInvokeContextcurrent;privateHashtablemaps=newHashtable();}1.3.3多线程编程技巧1.3.3.1使用DoubleCheck技术创建对象internalIDictionaryKeyTable{get{if(this._keyTable==null){lock(base._lock){if(this._keyTable==null){this._keyTable=newHashtable();}}}returnthis._keyTable;}}创建单例对象是很常见的一种编程情况。一般在lock语句后就会直接创建对象了，但这不够安全。因为在lock锁定对象之前，可能已经有多个线程进入到了第一个if语句中。如果不加第二个if语句，则单例对象会被重复创建，新的实例替代掉旧的实例。如果单例对象中已有数据不允许被破坏或者别的什么原因，则应考虑使用DoubleCheck技术。1.4类型系统1.4.1避免无意义的变量初始化动作CLR保证所有对象在访问前已初始化，其做法是将分配的内存清零。因此，不需要将变量重新初始化为0、false或null。需要注意的是：方法中的局部变量不是从堆而是从栈上分配，所以C#不会做清零工作。如果使用了未赋值的局部变量，编译期间即会报警。不要因为有这个印象而对所有类的成员变量也做赋值动作，两者的机理完全不同！1.4.2ValueType和ReferenceType1.4.2.1以引用方式传递值类型参数值类型从调用栈分配，引用类型从托管堆分配。当值类型用作方法参数时，默认会进行参数值复制，这抵消了值类型分配效率上的优势。作为一项基本技巧，以引用方式传递值类型参数可以提高性能。1.4.2.2为ValueType提供Equals方法.net默认实现的ValueType.Equals方法使用了反射技术，依靠反射来获得所有成员变量值做比较，这个效率极低。如果我们编写的值对象其Equals方法要被用到（例如将值对象放到HashTable中），那么就应该重载Equals方法。publicstructRectangle{publicdoubleLength;publicdoubl