使用c#的Thread和Task之间的性能比较

Question

我试图了解使用常见的Threads 和Tasks 之间的好处。第一个进入System.Threading 命名空间，后者进入System.Threading.Tasks 命名空间。 所以，只是为了玩和熟悉它们，我在C#写了这个程序：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        long ticksAtStart = DateTime.UtcNow.Ticks;

        new Thread(() => { ExecuteAsyn("Thread", DateTime.UtcNow.Ticks); }).Start();
        Console.WriteLine("Using Thread: " + (DateTime.UtcNow.Ticks - ticksAtStart));

        ticksAtStart = DateTime.UtcNow.Ticks;

        Task g = Task.Factory.StartNew(() => ExecuteAsyn("TPL", DateTime.UtcNow.Ticks));
        Console.WriteLine("Using TPL: " + (DateTime.UtcNow.Ticks - ticksAtStart));

        g.Wait();
        Console.ReadKey();
    }

    private static void ExecuteAsyn(string source, long ticksAtExecutionTime)
    {
        Console.WriteLine("Hello World! Using " + source + " the difference between initialization and execution is " + (DateTime.UtcNow.Ticks - ticksAtExecutionTime));
    }
}

因此，根据我的理解，任务应该更高效，因为它们使用 ThreadPool 中可用的线程，而创建和启动新线程可能非常消耗资源。 该程序记录两个事件。 CRL 需要两次创建两种对象的滴答数，以及创建线程和实际执行所提供委托之间的滴答声，在我的情况下为 ExecuteAsync。

我没想到的事情发生了：

使用线程：11372 Hello World！使用 Thread 的区别 初始化和执行是 5482 使用 TPL: 333004 Hello World! 使用 TPL 初始化和执行之间的差异是 0

因此，使用经典线程似乎比使用任务更高效。 但对我来说，这里有些奇怪。谁能启发我这个话题？ 谢谢。

Answer 1

第一次执行方法的成本总是更高：程序集是延迟加载的，并且该方法可能还没有被 JITted。

例如，如果我们采用您的基准（将 DateTime 替换为 Stopwatch 以提高精度）并再次调用 Task.Factory.StartNew：

static void Main(string[] args)
{
    var sw = Stopwatch.StartNew();

    new Thread(() => { ExecuteAsyn("Thread", sw); }).Start();
    Console.WriteLine("Using Thread: " + sw.Elapsed);

    sw = Stopwatch.StartNew();

    Task g = Task.Factory.StartNew(() => ExecuteAsyn("TPL", sw));
    Console.WriteLine("Using TPL: " + sw.Elapsed);

    g.Wait();

    sw = Stopwatch.StartNew();

    g = Task.Factory.StartNew(() => ExecuteAsyn("TPL", sw));
    Console.WriteLine("Using TPL: " + sw.Elapsed);

    g.Wait();

    Console.ReadKey();
}

private static void ExecuteAsyn(string source, Stopwatch sw)
{
    Console.WriteLine("Hello World! Using " + source + " the difference between initialization and execution is " + (sw.Elapsed));
}

我电脑上的结果是：

使用线程：00:00:00.0002071

世界你好！使用 Thread 初始化和执行之间的区别是 00:00:00.0004732

使用 TPL：00:00:00.0046301

世界你好！使用 TPL 初始化和执行之间的区别是 00:00:00.0048927

使用 TPL：00:00:00.0000027

世界你好！使用 TPL 初始化和执行之间的区别是 00:00:00.0001215

我们可以看到第二个调用比第一个快三个数量级。

使用真正的基准框架（例如，BenchmarkDotNet），我们可以获得更可靠的结果：

  Method |       Mean |     Error |    StdDev |
-------- |-----------:|----------:|----------:|
 Threads | 137.426 us | 1.9170 us | 1.7932 us |
   Tasks |   2.384 us | 0.0322 us | 0.0301 us |

也就是说，补充几点：

1. 你的比较不公平。您正在比较线程的创建与通过任务 API 在线程池上排队的任务。为了公平起见，你应该改用ThreadPool.UnsafeQueueWorkItem（这样你就可以在没有任务API的情况下使用线程池）

2. 使用线程还是任务不应该是性能问题。这实际上更多是为了方便。除非您处理的是低延迟或非常高的吞吐量，否则性能差距不太可能对您的应用程序产生任何影响。