为什么函数调用需要这么多时间？

Question

我有以下插入排序算法实现：

private static void InsertionSort(List<int> array)
{
    for (int i = 1; i < array.Count; ++i)
    {
        for (int j = i; j > 0 && array[j - 1] > array[j]; --j)
        {
             //swap(array, j, j-1);

             int temp = array[j];
             array[j] = array[j-1];
             array[j-1] = temp;
        }
     }
}

private static void swap(List<int> array, int i, int j)
{
    int temp = array[i];
    array[i] = array[j];
    array[j] = temp;
}

当我使用swap(array, j, j-1); 运行我的算法时，它比我使用内联函数体需要更多的时间（50000 个元素+2 秒）。

为什么？

Answer 1

手动内联方法并没有错，只是没有必要。内联小方法是抖动执行的standard optimizations 之一。这并不总是发生，但在 .NET 4.6.1 上，此示例代码中的 x86 和 x64 抖动 do 内联 swap()。此外，他们还展开内部循环，每次通过产生 两次 交换，这种手动优化程序员通常会跳过。

正确地对 .NET 应用程序进行基准测试并不总是那么简单。 非常对运行程序的 Release 版本很重要。并且不使用调试器。尽管后者很容易修复，但使用工具 > 选项 > 调试 > 常规 > 取消选中“抑制 JIT 优化”选项。没有充分的理由重新打开它。

您现在还可以查看生成的机器代码，在 InsertionSort() 上设置断点，并在命中时使用 Debug > Windows > Disassembly。往往会让人眼花缭乱，但很容易看到你得到了两个内联的 swaps()。我会省去你组装转储的，只是看看。你应该清楚地看到测量的差异。这是我得到的：

使用 swap() 在 x64 上具有 50,000 个随机整数的列表上运行 5 次：

00:00:05.4447216
00:00:05.2928558
00:00:05.6960587
00:00:05.2835343
00:00:05.2809591

相同的测试，但现在手动内联 swap()：

00:00:05.3015856
00:00:05.2877402
00:00:05.6369775
00:00:05.2603384
00:00:05.2616389

需要尽可能长的时间。

如果不显示使用 List.Sort() 得到的结果，我会失职：

00:00:00.0075878
00:00:00.0073398
00:00:00.0076528
00:00:00.0078046
00:00:00.0066319