C＃中誰最快：結構仍是類？

前言

在內存當道的日子裏，不管何時都要考慮這些代碼是否會影響程序性能呢？
在如今的世界裏，幾乎不會去考慮用了幾百毫秒，但是在特別的場景了，每每這幾百毫米確影響了整個項目的快慢。
經過了解這二者之間的性能差別，但願幫助你們在合適的場景裏選擇正確的編碼。

實例

public class PointClass
{
    public int X { get; set; }
    public int Y { get; set; }
    public PointClass(int x, int y)
    {
        X = x;
        Y = y;
    }
}

public class PointClassFinalized : PointClass
{
    public PointClassFinalized(int x, int y) : base(x, y)
    {
    }
    ~PointClassFinalized()
    {
        // added a finalizer to slow down the GC

    }
}

public struct PointStruct
{
    public int X { get; set; }
    public int Y { get; set; }
    public PointStruct(int x, int y)
    {
        X = x;
        Y = y;
    }
}

public class StructsTest : PerformanceTest
{
    protected override bool MeasureTestA()
    {
        // access array elements
        var list = new PointClassFinalized[Iterations];
        for (int i = 0; i < Iterations; i++)
        {
            list[i] = new PointClassFinalized(i, i);
        }
        return true;
    }

    protected override bool MeasureTestB()
    {
        // access array elements
        var list = new PointClass[Iterations];
        for (int i = 0; i < Iterations; i++)
        {
            list[i] = new PointClass(i, i);
        }
        return true;
    }

    protected override bool MeasureTestC()
    {
        // access array elements
        var list = new PointStruct[Iterations];
        for (int i = 0; i < Iterations; i++)
        {
            list[i] = new PointStruct(i, i);
        }
        return true;
    }
}

有一個PointClass和一個 PointStruct
，這二者用於存放X 和Y 兩個變量，並且還有一個 PointClassFinalized。

方法 MeasureTestA 建立了100萬個 PointClassFinalized 實例

方法 MeasureTestB 建立了100萬個 PointClass 實例

方法 MeasureTestC 建立了100萬個 PointStruct 實例

您認爲哪一種方法最快？

MeasureTestB 和 MeasureTestC 這兩個方法的惟一不一樣在於一個是建立類 一個是建立結構。

MeasureTestC 僅在17毫秒內完成分配並運行，比 MeasureTestB 方法快8.6倍！

爲何會出現這樣的事情，這裏發生了什麼？

不一樣的在於結構和類如何存儲在內存中。

下面是 PointClass 實例 內存佈局：

該列表是一個局部變量，存放在堆棧中。引用堆上的一組 PointClass實例

PointClass 是一個引用類型，存放在堆上。

該列表僅維護一個數組，指向存儲在堆上 PointClass 實例。

觀察到上圖的黃色箭頭，在堆上引用了不少實例。

數組是一組相同的對象，MeasureTestB 這個方法是將一組相同的對象存放在數組中。

當訪問指定數組元素時，.NET運行時須要檢索對象引用，而後「跟隨」引用以獲取PointClass實例。

當數組元素超出範圍時，.NET垃圾收集器就會開始回收PointClass對象內存，在 MeasureTestA 方法中 的PointClassFinalized類 其實增長了額外時間。

.NET Framework在單個線程上運行全部終結器，線程必須在垃圾回收器能夠回收內存以前依次處理1,000,000個對象。

能夠看到MeasureTestA比MeasureTestB慢1.7倍。

咱們來看看 PointStruct 的內存佈局：

結構是值類型，全部 PointStruct 實例都存儲在數組自己中。堆上只有一個對象。

初始化數組，.NET運行庫能夠將X和Y值直接寫入數組裏。無需在堆上建立新對象，也不須要引用它。

當訪問指定數組元素時,.NET運行時能夠直接檢索結構。

當超出範圍時，.NET垃圾回收器只須要處理單個對象。

總結

咱們總要使用結構嗎？要分狀況看：

• 當您存儲超過30-40個字節的數據時，請使用類。
  
• 存儲引用類型時，請使用類。
  
• 當您存儲多於幾千個實例時，請使用類。
  
• 若是列表是長的生命週期的，請使用類。
  
• 在全部其餘狀況下，使用結構。

相關連接：

• destructors
• classes-and-structs
• medium