.Net 7内容汇总（3）--反射优化

反射这玩意，一直以来都是慢的代名词。一说XXX系统大量的反射，好多人第一印象就是会慢。

但是呢，我们又不得不使用反射来做一些事情，毕竟这玩意可以说啥都能干了对吧。

It’s immensely powerful, providing the ability to query all of the metadata for code in your process and for arbitrary assemblies you might encounter, to invoke arbitrary functionality dynamically, and even to emit dynamically-generated IL at run-time.

当然.Net也提供了一些性能更高的方法。

比如SG，这玩意是性能最好的方案，它在编译的时候生成代码，运行的时候一点反射没有，同时也完美支持Native AOT。但是呢，它还不是真正的动态生成，只能说是开发时动态。所以更适合一些框架程序使用来提高执行效率。

还有比如Emit，这玩意是动态编织IL代码的，效率也比反射要快。但是呢，写起来极度复杂，10个人有8个都挠头。

所以，.Net 7里反射还是非常重要的一部分，也针对它做了一些比较牛逼的优化。

1. 我们知道，给MethodBase使用CreateDelegate<T>来创建一个委托，然后调用这个委托是最佳方法。但是呢，我们编译的时候经常是不知道这个方法签名的，也就是没法生成这个委托。部分库已经使用Emit来生成代码提高速度了。但是我们普通用户显然区写一堆Emit是不现实的。.Net 7优化后，会把我们的反射代码优化为DynamicMethod形式的委托，然后调用。

   我们来看一下数据

private MethodInfo _method;

[GlobalSetup]
public void Setup() => _method = typeof(Program).GetMethod("MyMethod", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Static);

[Benchmark]
public void MethodInfoInvoke() => _method.Invoke(null, null);

private static void MyMethod() { }

Method	Runtime	Mean	Ratio
MethodInfoInvoke	.NET 6.0	43.846 ns	1.00
MethodInfoInvoke	.NET 7.0	8.078 ns	0.18

我们可以看到，这玩意速度提升了好几倍。

反射还有一个用处就是对类型、方法、属性等等这些东西进行获取。一些其他的改进也会影响到这一部分。比如.Net最近一直在做的把原生类型转换为托管类型的工作，就产生了这么一个东西。

[Benchmark]
public Type GetUnderlyingType() => Enum.GetUnderlyingType(typeof(DayOfWeek));

Method	Runtime	Mean	Ratio
GetUnderlyingType	.NET 6.0	27.413 ns	1.00
GetUnderlyingType	.NET 7.0	5.115 ns	0.19

是的，原生类型转换为托管类型，不但没有拖慢反射，反而让它快了好几倍。

同样的例子，有大量的AssemblyName的内容从原生转向了CoreLib，所以Activator.CreateInstance也跟着变快了。

private readonly string _assemblyName = typeof(MyClass).Assembly.FullName;
private readonly string _typeName = typeof(MyClass).FullName;
public class MyClass { }

[Benchmark]
public object CreateInstance() => Activator.CreateInstance(_assemblyName, _typeName);

Method	Runtime	Mean	Ratio
CreateInstance	.NET 6.0	3.827 us	1.00
CreateInstance	.NET 7.0	2.276 us	0.60

这玩意虽然没有那么夸张，但是提升可以说也是不小了。

RuntimeType.CreateInstanceImpl现在使用Type.EmptyTypes代替了new Type[0]，所以节省了一部分开销。

[Benchmark]
public void CreateInstance() => Activator.CreateInstance(typeof(MyClass), BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance, null, Array.Empty<object>(), null);

internal class MyClass
{
    internal MyClass() { }
}

Method	Runtime	Mean	Ratio	Allocated	Alloc Ratio
CreateInstance	.NET 6.0	167.8 ns	1.00	320 B	1.00
CreateInstance	.NET 7.0	143.4 ns	0.85	200 B	0.62

我们再回到AssemblyName来，AssemblyName里把AssemblyName.FullName的实现由StringBuilder改为了ArrayPool<char>，所以：

private AssemblyName[] _names = AppDomain.CurrentDomain.GetAssemblies().Select(a => new AssemblyName(a.FullName)).ToArray();

[Benchmark]
public int Names()
{
    int sum = 0;
    foreach (AssemblyName name in _names)
    {
        sum += name.FullName.Length;
    }
    return sum;
}

Method	Runtime	Mean	Ratio	Allocated	Alloc Ratio
Names	.NET 6.0	3.423 us	1.00	9.14 KB	1.00
Names	.NET 7.0	2.010 us	0.59	2.43 KB	0.27

另外由于JIT编译器又进化了，现在可以在编译过程中计算结果，所以：

[Benchmark]
public bool IsByRefLike() => typeof(ReadOnlySpan<char>).IsByRefLike;

Method	Runtime	Mean	Ratio	Code Size
IsByRefLike	.NET 6.0	2.1322 ns	1.00	31 B
IsByRefLike	.NET 7.0	0.0000 ns	0.00	6B

是的，你没看错，时间是0，因为这里在运行的时候已经不需要计算了，直接就是个赋值操作，所以这个时间就。。。

我们来看一下生成的汇编

; Program.IsByRefLike()
       mov       eax,1
       ret
; Total bytes of code 6

这就是反射优化的主要内容。反正就高喊666，知道反射又快了，用起来心里负担又小了就搞定了^ ^。