部分转载[C#性能优化实践]

全文出处：http://www.infoq.com/cn/articles/C-sharp-performance-optimization

1.性能

主要指两个方面：内存消耗和执行速度。性能优化简而言之，就是在不影响系统运行正确性的前提下，使之运行地更快，完成特定功能所需的时间更短。

2.理解瓶颈

   99%的性能消耗是由于1%的代码造成的。大部分性能优化都是针对这1%的瓶颈代码进行的。具体实施也就分为两步：“发现瓶颈”和“消除瓶颈”。

3.切忌过度

   性能优化本身是有成本的。这个成本不单单体现在做性能优化所付出的工作量，还包括为性能优化而写出复杂的代码导致额外的维护成本，比如引入新的Bug，额外的内存开销等。性能优化常常需要在收益和成本之间做出权衡。

4.如何发现性能瓶颈

   性能优化的第一步是发现性能瓶颈，下面是一些定位性能瓶颈的实践。

A.如何获取内存消耗

以下代码可以获取某个操作的内存消耗：

long start = GC.GetTotalMemory(true);
// 在这里写需要被测试内存消耗的代码，例如，创建一个GcMultiRow
var gcMulitRow1 = new GcMultiRow();
GC.Collect();
// 确保所有内存都被GC回收
GC.WaitForFullGCComplete();
long end = GC.GetTotalMemory(true);
long useMemory = end - start; 

B.如何获取时间消耗

以下代码可以获取某个操作时间消耗：

System.Diagnostics.Stopwatch watch = new System.Diagnostics.Stopwatch();
watch.Start();
for (int i = ; i < ; i++)
{
    gcMultiRow1.Sort();
}
watch.Stop();
var useTime = (double)watch.ElapsedMilliseconds / ;

----为了获得更加稳定的时间消耗，这里把一个操作循环执行了1000次，取时间消耗的平均值以排除不稳定数据。

5.性能优化的方法和技巧

A.优化程序结构

B.缓存

缓存（Cache）是性能优化中最常用的手段，针对需要频繁的获取一些数据，同时每次获取数据需要的时间比较长的场景。如果使用了缓存的优化方法，需要特别注意缓存数据的同步：如果真实的数据发生了变化，应该及时的清除缓存数据，确保不会因为缓存而使用了错误的数据。使用缓存的情况比较多, 最简单的情况就是缓存到一个Field或临时变量里。

for（int i = ; i < gcMultiRow.RowCount; i++）
{
// Do something;
} 

以上代码一般情况下是没有问题的，但是，如果GcMultiRow的行数比较大。而RowCount属性的取值又比较慢的时候，就需要使用缓存来做性能优化。

int rowCount = gcMultiRow.RowCount;
for (int i = ; i < rowCount; i++)
{
// Do something;
}

C.延迟加载

      大多时候，对于创建需要花费较长时间的对象，往往并不是所有的场景下都需要使用。这时，使用懒构造的方法可以有效提高程序启动性能。

      举例来说，对象A需要内部创建对象B。对象B的构造时间比较长。 一般做法：

public class A
{
    public B _b = new B();
}

一般做法下，由于构造对象A的同时要构造对象B，导致A的构造速度也变慢了。

优化做法：

public class A
{
    private B _b;
    public B BProperty
    {
        get
        {
            if(_b == null)
            {
                _b = new B();
            }
            return _b;
        }
    }
}

优化后，构造A的时候就不需要创建B对象，有效的提高了A的构造性能。

D.优化算法

  E.正确的使用既有数据结构

     .NET平台有很多现成的数据结构。我们应该了解这些数据结构，提升我们程序的性能。

例如：

1. String的加运算符和StringBuilder：

字符串的操作是我们经常遇到的基本操作之一。 我们经常会写这样的代码 string str = str1 + str2。当操作的字符串很少的时候，这样的操作没有问题。但是如果大量操作的时候（例如文本文件的Save/Load， Asp.net的Render），这样做就会带来严重的性能问题。这时，我们就应该用StringBuilder来代替string的加操作。

2. Dictionary 和 List:

Dictionary和List是最常用的两种集合类。选择正确的集合类可以很大的提升程序的性能。为了做出正确的选择，我们应该对Dictionary 和List的各种操作的性能比较了解。 下表中粗略的列出了两种数据结构的性能比较。

操作                   List         Dictionary

索引                   快            慢

Find（Contains）       慢            快

Add                   快            慢

Insert                慢            快

Remove                慢            快

3.TryGetValue: 对于Dictionary的取值，比较直接的方法是如下代码：

if(_dic.ContainKey("Key")
{
    return _dic["Key"];
}      

              当需要大量取值的时候，这样的取法会带来性能问题。优化方法如下

object value;
if(_dic.TryGetValue("Key", out value))
{
return value;
}

后一种用法要比前一种用法取值性能提高一倍。

4. 为Dictionary选择合适的Key:

Dictionary的取值性能很大情况下取决于做Key的对象的Equals和GetHashCode两个方法的性能。如果可以的话，使用Int做Key性能最好。如果是一个自定义的Class做Key的话，最好保证以下两点：

1)不同对象的GetHashCode重复率低。

2)GetHashCode和Equals方法简单，效率高。

5. List的Sort和BinarySearch性能很好，如果能满足功能需求，推荐直接使用。

List<int> list = new List<int>{, , };

list.BinarySearch(); // 对于存在的值，结果是1

list.BinarySearch(); // 对于不存在的值，会使用负数表示位置，

// 如查找8时，结果是-2， 查找0结果是-1，查找100结果是-4.