这个流行的 StackOverflow 答案不正确吗？

Question

我指的帖子是this. 不仅第一个在将大小增加到 100000000 时对我来说运行得更快（563 MS 与 630 相比），而且在过去使用 for 循环中的属性造成了相当大的速度减慢。

在编写波形查看器时，每帧平均需要 23 毫秒来处理。循环遍历整个图片像素的 for 循环是导致速度下降的原因。我没有在 for 循环之前存储图片的宽度和高度，而是在每次迭代期间访问它。更改后，处理单个帧的时间从 23 毫秒变为仅 3 毫秒。

另外，我制作了这个示例类：

class LOL
{
    private int x;

    public LOL(int x)
    {
        this.x = x;
    }

    public int X
    {
        get
        {
            return x;
        }
    }
}

然后我创建了一个循环 500000000 次的 for 循环。一个测试在循环开始之前将 X 存储在一个整数变量中，一个测试在每次迭代期间访问 X 属性。前者大约需要 1,500 毫秒，而后者大约需要 8,000 毫秒。

三个测试，每个测试的结果都是预先存储限制是性能提升的最佳解决方案。我错过了什么吗？目前在我的程序中需要优化，因为要处理大图片，并且在所有性能关键区域中，我总是预先存储循环的边界以获得性能提升，这些测试似乎证实了这一点。

Answer 1

不，我觉得它是正确的；如果我运行这个：

int[] values = new int[100000000];

var watch = Stopwatch.StartNew();
int length = values.Length;
for (int i = 0; i < length; i++)
    values[i] = i;
watch.Stop();
var hoisted = watch.ElapsedMilliseconds;

watch = Stopwatch.StartNew();
for (int i = 0; i < values.Length; i++)
    values[i] = i;
watch.Stop();
var direct = watch.ElapsedMilliseconds;

并通过优化构建，从控制台运行；我得到 direct 为 71 和 hoisted 为 163，这与我期望 JIT 消除对向量的越界检查（但仅在直接访问时）有关。

Answer 2

发布模式编译，缓存长度更快。调试时则相反。

测试方法

public static class Performance
{
    public static void Test(string name, decimal times, bool precompile, Action fn)
    {
        if (precompile)
        {
            fn();
        }

        GC.Collect();
        Thread.Sleep(2000);

        var sw = new Stopwatch();

        sw.Start();

        for (decimal i = 0; i < times; ++i)
        {
            fn();
        }

        sw.Stop();

        Console.WriteLine("[{0,15}: {1,-15}]", name, new DateTime(sw.Elapsed.Ticks).ToString("HH:mm:ss.fff"));
        Debug.WriteLine("[{0,15}: {1,-15}]", name, new DateTime(sw.Elapsed.Ticks).ToString("HH:mm:ss.fff"));
    }
}

测试代码：

var testAmount = 100;

int[] a1 = new int[10000000];
int[] a2 = new int[10000000];

Performance.Test
(
    "Direct", testAmount, true,
    () =>
    {
        for (int i = 0; i < a1.Length; ++i)
        {
            a1[i] = i;
        }
    }
);

Performance.Test
(
    "Cache", testAmount, true,
    () =>
    {
        var l = a2.Length;
        for (int i = 0; i < l; ++i)
        {
            a2[i] = i;
        }
    }
);

调试结果

[   Direct: 00:00:06.474   ]
[   Cache:  00:00:06.907   ]

发布结果

[   Direct: 00:00:05.382   ]
[   Cache:  00:00:04.714   ]