C#性能优化实践

C#性能优化实践2013-11-13 infoq 胡森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。

本文以.NET平台下的控件产品MultiRow为例，描述C#性能优化的实践。

性能优化原则

理解需求

MultiRow的一个性能需求是：“百万行数据绑定下平滑滚动。”整个MultiRow项目的开发过程一直在考虑这个目标。

· 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”。

· 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。

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。

· 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GcMultiRowvar 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;

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 = 0; i < 1000; i++）{gcMultiRow1.Sort（）;}watch.Stop（）;var useTime = （double）watch.ElapsedMilliseconds / 1000;

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。

· ANTS Performance Profiler

ANTS Performance Profiler是款功能强大的性能检测软件。熟练使用这个工具，我们可以快速准确的定位到有性能问题的代码。这是一款收费软件，会在IL中加入一些钩子用来记录时间，所以在分析时，软件的执行速度会比实际运行慢一些，获得的数据也因此并不是百分之百的准确，还要结合其他技巧来分析程序的性能。

· CodeReview

CodeReview是发现性能问题的最后手段。CodeReview应该对产品的性能瓶颈尽可能多的关注，确保该部分逻辑执行的尽可能的快。

性能优化的方法和技巧

定位了性能问题后，解决的办法有很多。下面是一些性能优化的技巧和实践。

· 优化程序结构

在设计时就应该考虑产品结构是否可以达到性能需求。如果后期发现了性能问题，调整结构会带来非常大的开销。

例如：

GcMultiRow要支持100万行数据。假设每行有10列的话，就需要有1000万个单元格，每个单元格上又有很多的属性。如果不做任何优化，大数据量时，一个GcMultiRow软件的内存开销会相当的大。GcMultiRow采用的方案是使用哈希表来存储行数据：只有用户改过的行放到哈希表里，大部分没有改过的行都直接使用模板代替。这就达到了节省内存的目的。

WPF平台和Silverlight平台的画法和Winform平台不同，是通过组合Visual元素的方法实现的。SpreadGrid for WPF产品同样支持百万级的数据量，但是又不能给每个单元格都分配一个View。所以SpreadGrid使用了VirtualizingPanel来实现画法。思路是每一个 Visual是一个Cell的展示模块，可以和Cell的数据模块分离，这样就只需要为显示出来的Cell创建Visual。当发生滚动时会有一部分Cell滚出屏幕，有一部分Cell滚入屏幕。这时，让滚出屏幕的Cell和Visual分离，然后再复用这部分Visual给新进入屏幕的Cell。如此循环，就只需要几百个Visual就可以支持很多的Cell。