是什么优化让 .NET Core 性能飙升？ - 葡萄城控件技术团队(2)_H5之家

这些类型的集合改进扩展不仅仅是System.Collections.Generic命名空间; System.Collections.Concurrent也有很多改进。事实上，.NET Core 2.0上的ConcurrentQueue <T>和ConcurrentBag <T>完全重写了。下面看看一个基本的例子，使用ConcurrentQueue <T>但没有任何并发，例子中使用ConcurrentQueue <T>代替了Queue<T>：

using System; using System.Diagnostics; using System.Collections.Concurrent; public class Test { Main() { while (true) { var q = new ConcurrentQueue<int>(); var sw = Stopwatch.StartNew(); for (int i = 0; i < 100_000_000; i++) { q.Enqueue(i); q.TryDequeue(out int _); } Console.WriteLine(sw.Elapsed); } } }

在个人电脑上，.NET 4.7产生的输出如下：

：：00：02.6255135

显然，.NET 4.7上的ConcurrentQueue <T>示例比.NET 4.7中的Queue <T>版本慢，因为ConcurrentQueue <T>需要采用同步来确保是否安全使用。但是，更有趣的比较是当在.NET Core 2.0上运行相同的代码时会发生什么：

：：00：01.7560811

这表明当将.NET Core 2.0切换到30％时，ConcurrentQueue <T>的吞吐量没有任何并发性提高。但是实施中的变化提高了序列化的吞吐量，甚至更多地减少了使用队列的生产和消耗之间的同步，这可能对吞吐量有更明显的影响。请考虑以下代码：

using System; using System.Diagnostics; using System.Collections.Concurrent; using System.Threading.Tasks; public class Test { Main() { while (true) { const int Items = 100_000_000; var q = new ConcurrentQueue<int>(); var sw = Stopwatch.StartNew(); Task consumer = Task.Run(() => { int total = 0; while (total < Items) if (q.TryDequeue(out int _)) total++; }); for (int i = 0; i < Items; i++) q.Enqueue(i); consumer.Wait(); Console.WriteLine(sw.Elapsed); } } }

在.NET 4.7中，个人计算机输出如下结果：

：：00：06.6069291

而使用.NET Core 2.0，会得到以下结果：

：：00：01.4927520

这是一个3.5倍的吞吐量的增长。不但CPU效率提高了，而且内存分配也大大减少。下面的例子主要观察GC集合的数量，而不是挂钟时间：

using System; using System.Diagnostics; using System.Collections.Concurrent; public class Test { Main() { while (true) { var q = new ConcurrentQueue<int>(); int gen0 = GC.CollectionCount(0), gen1 = GC.CollectionCount(1), gen2 = GC.CollectionCount(2); for (int i = 0; i < 100_000_000; i++) { q.Enqueue(i); q.TryDequeue(out int _); } Console.WriteLine($); } } }

在.NET 4.7中，得到以下输出：

Gen0 = 162 Gen1 = 80 Gen2 = 0 Gen0 = 162 Gen1 = 81 Gen2 = 0 Gen0 = 162 Gen1 = 81 Gen2 = 0 Gen0 = 162 Gen1 = 81 Gen2 = 0 Gen0 = 162 Gen1 = 81 Gen2 = 0

而使用.NET Core 2.0，会得到如下输出：

Gen0 = 0 Gen1 = 0 Gen2 = 0 Gen0 = 0 Gen1 = 0 Gen2 = 0 Gen0 = 0 Gen1 = 0 Gen2 = 0 Gen0 = 0 Gen1 = 0 Gen2 = 0 Gen0 = 0 Gen1 = 0 Gen2 = 0

.NET 4.7中的实现使用了固定大小的数组链表，一旦固定数量的元素被添加到每个数组中，就会被丢弃，这有助于简化实现，但也会导致生成大量垃圾。在.NET Core 2.0中，新的实现仍然使用链接在一起的链接列表，但是随着新的片段的添加，这些片段的大小会增加，更重要的是使用循环缓冲区，只有在前一个片段完全结束时，新片段才会增加。这种分配的减少可能对应用程序的整体性能产生相当大的影响。