淺談.NET反射機(jī)制的性能優(yōu)化附實(shí)例下載

更新時(shí)間：2012年04月07日 10:41:27 作者：

在進(jìn)入解釋型模版引擎的探討之前，我決定先分享一下這篇博客。因?yàn)樵诮忉屝鸵胬飳?huì)引入反射的概念來實(shí)現(xiàn)更多、更復(fù)雜的功能

可能大家談到反射面部肌肉都開始抽搐了吧！因?yàn)樵谕泄苷Z言里面，最臭名昭著的就是反射！它的性能實(shí)在是太低了，甚至在很多時(shí)候讓我們無法忍受。不過不用那么糾結(jié)了，老陳今天就來分享一下如何來優(yōu)化反射！

概述
本文涉及到的反射優(yōu)化的途徑有如下兩種：

通過Delegate.CreateDelegate()創(chuàng)建委托進(jìn)行優(yōu)化
通過.NET4的動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行優(yōu)化
如果您還知道其他更加有效的優(yōu)化途徑，請(qǐng)不吝賜教！

準(zhǔn)備工作
今天我們總計(jì)要對(duì)比五種不同的調(diào)用對(duì)象成員的方式，也算是一種性能測(cè)評(píng)。

在開始之前，我們首先定義一個(gè)簡單的對(duì)象和一個(gè)方法，以供測(cè)試之用：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
namespace ReflectionOptimization 
{ 
public sealed class TestObject 
{ 
public int Add(int a, int b) 
{ 
// 簡單演示 
return a + b; 
} 
} 
} 

這個(gè)類非常簡單，只提供了一個(gè)方法，這個(gè)方法返回兩個(gè)整形的和。接下來我們看看執(zhí)行時(shí)間測(cè)量的代碼，很簡單，想必您已經(jīng)駕輕就熟了：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
private static double _Run(string description, Action<int, int> action, int a, int b) 
{ 
if (action == null) throw new ArgumentNullException("action"); 

// 啟動(dòng)計(jì)時(shí)器 
var stopwatch = Stopwatch.StartNew(); 

// 運(yùn)行要測(cè)量的代碼 
action(a, b); 

// 終止計(jì)時(shí) 
stopwatch.Stop(); 

// 輸出結(jié)果 
Console.WriteLine("{0}: {1}", description, stopwatch.Elapsed.TotalMilliseconds.ToString(CultureInfo.InvariantCulture)); 

// 返回執(zhí)行時(shí)間 
return stopwatch.Elapsed.TotalMilliseconds; 
} 

以上測(cè)量時(shí)間的方法返回了執(zhí)行時(shí)間，因?yàn)槲覀円诤竺嬗玫竭@個(gè)值，在執(zhí)行多次之后取個(gè)平均值，以求測(cè)試的公平性、權(quán)威性。

編碼實(shí)現(xiàn)
首先我們來看看原生反射的實(shí)現(xiàn)：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
var obj = new TestObject(); 
var add = obj.GetType().GetMethod("Add"); 

for (var i = 0; i < _TIMES; i++) add.Invoke(obj, new object[] {a, b}); 

然后我們看看.NET4動(dòng)態(tài)編程的實(shí)現(xiàn)：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
dynamic obj = new TestObject(); 

// 有木有發(fā)現(xiàn)這個(gè)代碼超級(jí)簡單？ 
for (var i = 0; i < _TIMES; i++) obj.Add(a, b); 

最后我們看看如何使用委托來優(yōu)化反射：

復(fù)制代碼代碼如下:

 
// 委托 
public delegate int AddMethod(int a, int b); 

// 實(shí)現(xiàn) 
var obj = new TestObject(); 
var objType = obj.GetType(); 
var add = objType.GetMethod("Add"); 
var d = (AddMethod)Delegate.CreateDelegate(typeof(AddMethod), obj, add); 

for (var i = 0; i < _TIMES; i++) d(a, b); 

上面的代碼看起來多了幾行，而且還需要自定義一個(gè)委托，寫起來挺麻煩的。因此我們的測(cè)試代碼里面還實(shí)現(xiàn)了另外一種形式，其實(shí)它也是委托：

var d = (Func<TestObject, int, int, int>)Delegate.CreateDelegate(typeof(Func<TestObject, int, int, int>), add);

測(cè)試總結(jié)
我們首先在Debug模式下將整個(gè)測(cè)試代碼運(yùn)行5遍，然后分別記錄平均值，然后再到Release模式下重復(fù)該測(cè)試。

測(cè)試的過程不再闡述，測(cè)試結(jié)果整理如下：

Debug模式：

調(diào)用方式	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次
Generic Call	1.022425	1.012885	0.990775	1.020950	1.046880
Reflection	147.489220	146.012010	142.690080	139.189335	141.663475
dynamic	9.645850	9.979965	9.307235	9.532665	9.730030
Func	1.201860	1.214800	1.170215	1.189280	1.239485
Delegate	1.062215	1.061635	1.067510	1.047180	1.075190

Release模式：

調(diào)用方式	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次
Generic Call	0.745600	0.741365	0.722145	0.732630	0.725645
Reflection	141.778260	142.855410	142.346095	139.649990	138.541285
dynamic	9.631460	10.341850	9.284230	9.457580	9.060470
Func	0.882100	0.852680	0.875695	0.854655	0.831670
Delegate	0.710280	0.722465	0.723355	0.727175	0.693320

點(diǎn)評(píng)&結(jié)論：

使用委托優(yōu)化反射之后，其性能與直接調(diào)用相差無幾，保持在同一個(gè)數(shù)量級(jí)之內(nèi)，對(duì)性能要求極度苛刻時(shí)推薦此方案；
顯式委托（Delegate）和匿名委托（Func）性能差異非常不明顯，但顯式委托的性能還是好一點(diǎn)；
原生委托比直接調(diào)用慢出了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，性能差異達(dá)到了200倍之多！
.NET 4的動(dòng)態(tài)編程語法相當(dāng)簡潔，其性能只比直接調(diào)用高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，由于其語法相當(dāng)簡潔，我們推薦這種做法！
原生反射技術(shù)在Debug模式和Release模式下沒有太大差異，但其他方式有較為明顯的優(yōu)化效果（請(qǐng)思考為什么）；
雖然我們今天的測(cè)試不能完全意味著反射優(yōu)化之后可以和直接調(diào)用相媲美，但至少可以從某種程度上擊敗那些個(gè)謠言——誰說反射就一定會(huì)慢（嘻嘻）！

代碼下載：淺談反射優(yōu)化

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