Net Performance. Зачем нужна производительность

Зачем нужна производительность?

Как понять, на каком уровне проблема?

Инструменты
dotTrace
dotMemory
BenchmarkDotNet
Visual Studio profiler
CodeTrack
CLR Profiler

Инструменты
BenchmarkDotNet
CodeTrack
CLR Profiler

Инструменты
Performance Monitor

Инструменты
ETW
Windows Performance Analyzer

Инструменты
MS Message Analyzer

Lock-free & Wait-free

Lock-free & Wait-free

Lock-free & Wait-free
double CompareExchange (ref double location1, double value, double comparand);
Compare and Swap
Interlocked

ConcurrentDictionary

ConcurrentDictionary
Сильная деградация при попытке
получить все блокировки

SIMD
Single instruction, Multiple data
float[] values = GetValues();
float increment = GetIncrement();
for (int i = 0; i < values.Length; i++)
{
values[i] += increment;
}
Vector
values = GetValues();
Vector
increment = GetIncrement();
Vector
result = values + increment;
Vector.IsHardwareAccelerated

SIMD
Single instruction, Multiple data

Task.Yield
async Task LongRunningCpuBoundWorkAsync()
{
for (int i = 0; i != 1000000; ++i) {
... // CPU-bound work.
}
}

Task.Yield
async Task LongRunningCpuBoundWorkAsync()
{
for (int i = 0; i != 1000000; ++i) {
... // CPU-bound work.
await Task.Yield();
}
}

Long switch-case
switch (packetID)
{
case BncsPacketId.Null:
break;
case BncsPacketId.EnterChat:
string ecUniqueName = pck.ReadNTString(); string ecStatstring = pck.ReadNTString();
string ecAcctName = pck.ReadNTString();
var args = new EventArgs(ecUniqueName, ecStatstring, ecAcctName);
OnEnteredChat(args);
break;
...
// ну и так и далее
}

Long switch-case
Dictionary
>
switch (packetID)
{
case BncsPacketId.Null:
break;
case BncsPacketId.EnterChat:
string ecUniqueName = pck.ReadNTString();
string ecStatstring = pck.ReadNTString();
string ecAcctName = pck.ReadNTString();
var args = new EventArgs(ecUniqueName, ecStatstring, ecAcctName);
OnEnteredChat(args);
break;
...
// ну и так и далее
}

GC
Клиентский режим
Серверный режим

ConcurrentBag
Оптимизация потребления памяти

async/await

async/await

async/await

async/await
Task.FromResult(0)
Task.CompletedResult
.Net 4.6

Аллокация на стеке
.net core 2.1
Span
C# 7.2
int* block = stackalloc int[100];
Span
span = size <= 128 ? stackalloc byte[size] : new byte[size];
ValueTask

JIT оптимизация
[AggressiveInlining] спасет всех
Generic типы инлайнятся
Типичные заблуждения:
Компилятор умный
internal static class FreeObjectUtils {
public void Free
(T instance)
where T : IChildItems
{
bool needDispose = typeof(IDisposable).IsAssignableFrom(typeof(T));
foreach (var element in instance.ChildItems)
element.Dispose();
if (needDispose)
DisposableUtils.Clean(instance);
else
instance.ChildItems.Clear();
}
}
interface IChildItems
{
Collection
ChildItems { get; }
}

JIT оптимизация
[AggressiveInlining] спасет всех
Generic типы инлайнятся
Типичные заблуждения:
Компилятор умный
internal static class FreeObjectUtils {
public void Free
(T instance)
where T : IChildItems
{
foreach (var element in instance.ChildItems)
element.Dispose();
if (false)
DisposableUtils.Clean(instance);
else
instance.ChildItems.Clear();
}
}
interface IChildItems
{
Collection
ChildItems { get; }
}

JIT оптимизация
[AggressiveInlining] спасет всех
Generic типы инлайнятся
Типичные заблуждения:
Компилятор умный
internal static class FreeObjectUtils {
public void Free
(T instance)
where T : IChildItems
{
foreach (var element in instance.ChildItems)
element.Dispose();
instance.ChildItems.Clear();
}
}
interface IChildItems
{
Collection
ChildItems { get; }
}

JIT оптимизация
public Dictionary(IEqualityComparer
comparer);
public struct LongEqualityComparer : IEqualityComparer
{
public static readonly IEqualityComparer
BoxedInstanceInt64 = new LongEqualityComparer();
[MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
public bool Equals(long x, long y)
{
return x == y;
}
}

JIT оптимизация
[MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
public void Clear()
{
if (typeof(T) == typeof(int) || typeof(T) == typeof(uint) || typeof(T) == typeof(byte) ||
typeof(T) == typeof(short) || typeof(T) == typeof(long) || typeof(T) == typeof(ulong))
{
_size = 0;
_version++;
}
else
{
int size = (int)_size;
_size = 0;
_version++;
if (size > 0)
Array.Clear(_items, 0, size);
}
}

MemoryStream

MemoryStream

MemoryStream
То же самое для:
List
Collection
Dictionary
и прочих коллекций

struct[] -> IList
int[] a = new int[10];
DoSomething(a);
public void DoSomething
(IList
list)
{
}

LINQ
// [18 7 - 18 80]
IL_000e: ldarg.0 // this
IL_000f: call instance class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerable`1
WpfApp3.Class2::get_AllParts()
IL_0014: ldloc.0 // 'CS$<>8__locals0'
IL_0015: ldftn instance bool WpfApp3.Class2/'<>c__DisplayClass2_0'::'
b__0'(class WpfApp3.RibbonPartMetadata)
IL_001b: newobj instance void class [mscorlib]System.Func`2
::.ctor(object, native int)
IL_0020: call class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerable`1
[System.Core]System.Linq.Enumerable::Where
(class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerable`1
, class [mscorlib]System.Func`2
)
IL_0025: call class [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1
[System.Core]System.Linq.Enumerable::ToList
(class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerable`1
)
IL_002a: stloc.1 // V_1
IL_002b: br.s IL_002d
public IEnumerable
FindChildren(Guid parentId)
{
return this.AllParts.Where(part => part.ParentGuid == parentId).ToList();
}

LINQ
public IEnumerable
FindChildren(Guid parentId)
{
return this.AllParts.Where(part => part.ParentGuid == parentId).ToList();
}
public IEnumerable
FindChildren(Guid parentId)
{
var list = new List
();
foreach (RibbonPartMetadata part in this.AllParts)
{
if (part.ParentGuid == parentId)
{
list.Add(part);
}
}
return list;
}

LINQ
public IEnumerable
FindChildren(Guid parentId)
{
return this.AllParts.Where(part => part.ParentGuid == parentId).ToList();
}
public IEnumerable
FindChildren(Guid parentId)
{
var list = new List
(this.AllPart.Count);
foreach (RibbonPartMetadata part in this.AllParts)
{
if (part.ParentGuid == parentId)
{
list.Add(part);
}
}
return list;
}

Строки
Вместо конкатенаций используй StringBuilder
Вместо string.Format используй конкатенацию
string first = "first";
string second = "second";
return $"{first}{second}";
string first = "first";
string second = "second";
return first + second;

Boxing
public void Info(params object[] args)
log.Info(1, 2, 3, 4, 5);
Как надо?
public static void Info();
public static void Info
(T1 arg1);
…
public static void Info
(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3);
static Logger log = new Logger();
log.Info();
new object[0]

Heap Allocation Viewer

Почитать?
Federico Lois
Sasha Goldstein
Андрей Акиньшин