C＃结构布局和意外的基准标记结果？

我并没有真正管理应用程序的性能，但我对下面的场景很好奇。C＃结构布局和意外的基准标记结果？

对于Structs，默认情况下，C＃编译器生成布局LayoutType。顺序。这意味着这些字段应该保持程序员定义的顺序。我相信这是为了支持与非托管代码的互操作性。然而，大多数用户定义的Struct与互操作性无关。为了获得更好的性能，我已经读过，我们可以明确指定LayoutKind.Auto，并让CLR决定最佳布局。为了测试这个，我想在这两个布局上做一个快速的基准测试。但是我的结果表明默认布局（LayoutType.Sequnetial）比显式布局（LayoutType.Auto）快一点。我期待着相反的情况。

下面是我在我的机器上运行（x86上运行.NET 4）

//uses LayoutKind.Sequence by default 
public struct StructSeq 
{ 
    private readonly Byte mb; 
    private readonly Int16 mx; 
    public string a; 
    public string b; 
    public string c; 
    public string d; 
} 

[StructLayout(LayoutKind.Auto)] 
public struct StructAuto 
{ 
    private readonly Byte mb; 
    private readonly Int16 mx; 
    public string a; 
    public string b; 
    public string c; 
    public string d; 
} 

public sealed class Program 
{ 
    public static void Main() 
    { 
     StructSeq sq = new StructSeq(); 
     Stopwatch sw1 = new Stopwatch(); 
     sw1.Start(); 
     for (int i = 0; i < 10000; i++) 
     { 
      sq = ProcessStructSeq(sq); 
     } 
     sw1.Stop(); 
     Console.WriteLine("Struct LayoutKind.Sequence (default) {0}", sw1.Elapsed.TotalMilliseconds); 

     StructAuto so = new StructAuto(); 
     Stopwatch sw2 = new Stopwatch(); 
     sw2.Start(); 
     for (int i = 0; i < 10000; i++) 
     { 
      so = ProcessStructAuto(so); 
     } 
     sw2.Stop(); 
     Console.WriteLine("Struct LayoutKind.Auto (explicit) {0}", sw2.Elapsed.TotalMilliseconds); 
     Console.ReadLine(); 
    } 

    public static StructSeq ProcessStructSeq(StructSeq structSeq) 
    { 
     structSeq.a = "1"; 
     structSeq.b = "2"; 
     structSeq.c = "3"; 
     structSeq.d = "4"; 
     return structSeq; 
    }   

    public static StructAuto ProcessStructAuto(StructAuto structAuto) 
    { 
     structAuto.a = "1"; 
     structAuto.b = "2"; 
     structAuto.c = "3"; 
     structAuto.d = "4"; 
     return structAuto; 
    } 
}

下面是一个示例的结果我得到我的机器上（x86上运行.NET 4）

测试结构LayoutKind.Sequence（默认值）0.7488

结构LayoutKind.Auto（明确的）0.7643

我跑这个测试多次，我总是得到结构LayoutKind.Sequence（默认）<结构LayoutKind.Auto（明确的）

即使是微毫秒的差异，我很期待结构LayoutKind.Auto（明确）低于Struct LayoutKind.Sequence（默认）。

有谁知道这个的原因？还是我的基准测试不够准确，给我正确的结果？

来源

2012-02-26 Spock

老实说，它太接近了，除非你正在处理几百万个这样的结构，否则它不会产生任何明显的差异。实际上，多次运行可能会产生不同的结果。我会调整迭代的次数，并尝试在没有附加调试器的情况下运行该程序，以查看是否有任何更改。

只要使用结构体并不会立刻让你的代码更快，但是有很多陷阱使得结构比它们的类相当慢。

如果你想优化这个基准，你应该将结构作为引用传递给进程方法，而不是返回另一个结构（避免为该方法创建2个额外的结构），这应该提供比不同的布局种：

public static void ProcessStructSeq(ref StructSeq structSeq) 
{ 
    structSeq.a = "1"; 
    structSeq.b = "2"; 
    structSeq.c = "3"; 
    structSeq.d = "4"; 
}   

public static void ProcessStructAuto(ref StructAuto structAuto) 
{ 
    structAuto.a = "1"; 
    structAuto.b = "2"; 
    structAuto.c = "3"; 
    structAuto.d = "4"; 
}

此外，还有一个点，结构变得比它们的类对应较慢，而这估计根据this MSDN article是在约16字节，并且在this StackOverflow question进一步解释。

来源

2012-02-26 08:56:52

谢谢罗伯特。正如你所建议的，我已经优化了基准，并看到了预期的结果。更改如下：将迭代次数增加到几百万，在x86发行版中运行，并将结构作为参考。 – Spock 2012-02-26 10:04:51

我已经在我的系统上测试过您的代码，并且发现测试运行很多次所需的平均时间是相同的，每次测试都略微偏向一个或另一个替代方案。这适用于调试和发布版本。另外，作为一个快速检查，我查看了调试器中的x86代码，发现代码中没有任何区别。因此，对于您的程序，您在测量中观察到的差异本质上似乎是噪音。

来源

2012-02-26 09:31:33 Alan

C＃结构布局和意外的基准标记结果？

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