.NET 4.6中的性能改進

　.NET 4.6中帶來了一些與性能改進相關的CLR特性，這些特性中有一部分將會自動生效，而另一些特性，例如SIMD與異步本地存儲（Async Local Storage）則須要對編寫應用的方式進行某些改動。

　　SIMD

　　Mono團隊一直以他們對SIMD，即單指令流多數據流特性的支持引覺得傲。SIMD是一種CPU指令集，它可以在同一時間對最多8個值進行同一操做。而隨着.NET CLR版本4.6的推出，Windows開發者終於也可以使用這一特性了。

　　爲了實際觀察一下SIMD的效果，能夠參考一下這個示例。假設你須要經過c[i] = a[i] + b[i]這種形式對兩個數組進行相加，以獲得第三個數組。經過使用SIMD，你能夠按照如下方式編寫代碼：

for (int i = 0; i < size; i += Vector.Count)
 {
     Vector v = new Vector(A,i) + new Vector(B,i);
     v.CopyTo(C,i);
 }

　　請注意這個循環是如何按Vector<int>.Count的取值進行遞增的，根據CPU類型的不一樣，它的取值多是4或是8。.NET JIT編譯器將根據CPU的不一樣生成相應的代碼，以4或8的值對數組進行批量相加。

　　這種方式看起來有些繁瑣，所以微軟還提供了一系列輔助類，包括：

• Matrix3x2 結構
• Matrix4x4結構
• Plane結構
• Quaternion結構
• Vector 類
• Vector(T) 結構
• Vector2結構
• Vector3結構
• Vector4結構

　　程序集卸載

　　恐怕大多數開發者都不知道這一點：.NET常常會對同一個程序集加載兩次。發生這種狀況的條件是.NET首先加載了某個程序集的IL版本，隨後又加載了同一程序集的NGEN版本（即預編譯版本）。這種方式對於物理內存來講是至關嚴重的浪費，尤爲是對諸如Visual Studio這樣的大型32位應用程序來講更爲明顯。

　　而在.NET 4.6中，一旦CLR加載了某個程序集的NGEN版本，它會自動清空對應的IL版本所佔用的內存。

　　垃圾回收

　　早先咱們曾討論過.NET 4.0中所引入的垃圾回收滯後時間模式，雖然這種方式比起讓GC徹底中止一段時間的作法要可靠許多，但對於許多GC場景來講，這種方式仍算不上完整。

　　在.NET 4.6中，你將可以經過一種更精密的方式臨時停止垃圾回收器的運做，新的TryStartNoGCRegion方法容許你指定在小對象以及大對象的堆中須要多少內存。

　　若是出現內存不足的狀況，運行時將會返回false，或是中止運行，直到經過GC清理獲得足夠的內存爲止。你能夠經過爲TryStartNoGCRegion傳入某個標記的方式控制這一行爲，若是你成功地進入了某個無GC區域（在過程結束前不容許進行GC），那麼在過程結束時必須調用EndNoGCRegion方法。

　　在官方文檔中並無說明該方法是不是線程安全的，不過考慮到GC的工做原理，你應當儘可能避免讓兩個進程同時嘗試改變GC狀態的作法。

　　對於GC的另外一項改進是它處理pinned對象（即一旦分配後不可移動位置的對象）的方式。雖然在文檔中對此方面的描述有些語焉不詳，但當你固定了某個對象的位置時，一般也會固定其相鄰對象的位置。Rich Lander在文中寫道：

GC將以一種更優化的方式處理pinned對象，所以GC可以將pinned對象周圍的內存進行更有效地壓縮。對於大量使用pin方式的大規模應用來講，這一改動將極大地改進應用的性能。

　　GC對於如何使用較早的幾代中的內存方面也體現出更好的智能性，Rich繼續寫道：

第1代對象升級爲第2代對象的方式也獲得了改進，以更有效地使用內存。在爲某一代分配新的內存空間以前，GC會先嚐試使用可用的空間。同時，在利用可用空間區域建立對象時使用了新的算法，使新分配的空間大小比起從前更接近於對象的大小。

　　異步本地存儲

　　最後一項改進與性能並無直接的關係，但經過有效的利用仍然能達到優化的效果。在異步API尚未流行起來的年代，開發者能夠利用線程本地存儲（TLS）緩存信息。TLS對於某個特定的線程來講就像是一種全局對象，這意味着你能夠直接訪問上下文信息並進行緩存，而無需顯式地傳遞某種上下文對象。

　　而在async/await模式中，線程本地存儲就變得毫無用武之地了。由於每次調用await的時候，都有可能跳轉至另外一個線程。並且即使僥倖避開了這種狀況，但其它代碼也有可能跳轉到你的線程中並干擾TLS中的信息。

　　新版本的.NET引入了異步本地存儲（ALS）機制以解決這一問題，ALS在語義上等價於線程本地存儲，但它可以隨着await的調用進行相應的跳轉。這一功能將經過AsyncLocal泛型類實現，其內部將調用CallContext對象用於保存數據。