如何解释 BenchmarkDotNet 和 dotMemory 的结果？

Question

所以，我的 Main() 方法中有以下代码

for (int x = 0; x < 100; x++) // to mimic BenchmarkDotnet runs
   for (int y = 0; y < 10000; y++)
     LogicUnderTest();

接下来，我有下面这个类在测试下

[MemoryDiagnoser, ShortRunJob]
public class TestBenchmark
{
    [Benchmark]
    public void Test_1()
    {
        for (int i = 0; i < 10000; i++)
            LogicUnderTest();
    }
}

在dotMemory 下运行Main() 大约 6 分钟后，我收到以下结果

应用程序从10Mb 开始，一直到14Mb。

但是当我运行 BenchmarkDotnet 测试时，我得到了这个

我看到我已经分配了2.6GB。什么？似乎一点都不好。另外，我看不到 Gen1 和 Gen2 列。这是否意味着代码没有在其中分配任何内容，因此没有任何内容可显示？

如何解释结果？在DotMemory 中似乎完全正常，但在BenchmarkDotNet 中则不行。我是BenchmarkDotnet 的新手，对于有关结果的任何信息都会有所帮助。

附言。 LogicUnderTest() 广泛用于字符串。

PSS。大概LogicUnderTest是这样实现的

void LogicUnderTest()
{
    var dict = new Dictionary<int, string>();
    for (int j = 0; j < 1250; j++)
        dict.Add(j, $"index_{j}");
    string.Join(",", dict.Values);
}

Answer 1

我是MemoryDiagnoser 的作者，我还在blog 上提供了您问题的答案。我将在这里复制过去：

如何读取结果

|     Method |  Gen 0 | Allocated |
|----------- |------- |---------- |
|          A |      - |       0 B |
|          B |      1 |     496 B |

• Allocated 包含分配的托管内存的大小。 不包括 Stackalloc/本机堆分配。这是每次调用，包括。
• Gen X 列包含每个 1 000 操作的 Gen X 集合数。如果该值等于 1，则表示 GC 在生成 X 中每千次基准调用收集一次内存。 BenchmarkDotNet 在运行基准测试时使用了一些启发式方法，因此不同运行的调用次数可能不同。缩放使结果具有可比性。
• Gen 列中的- 表示未执行垃圾回收。
• 如果Gen X 列不存在，则意味着没有为生成X 执行垃圾收集。如果您的任何基准测试均未引发 GC，则 Gen 列不存在。

阅读结果时请记住：

• 1 kB = 1 024 字节
• 每个引用类型实例都有两个额外的字段：对象头和方法表指针。这就是为什么结果总是包含每个对象分配的 2 倍指针大小。有关额外开销的更多详细信息，请阅读 Konrad Kokosa 撰写的这篇精彩博文 How does Object.GetType() really work?。
• CLR 进行一些对齐。如果您尝试分配new byte[7] 数组，它将分配byte[8] 数组。

Answer 2

BenchmarkDotNet 向您展示的内容在 dotMemory 中称为“内存流量”。在启用“Start collecting allocation data immediately”的情况下在 dotMemory 下运行您的应用程序。在分析会话结束时获取内存快照，然后打开“Memory Traffic”视图。您将看到在分析会话期间分配和收集的所有对象。

关于内存瓶颈的问题怎么样，因为所有分配的对象都被收集了，内存消耗不会增加，并且您在 dotMemory 中看不到任何问题。

但是每 6 秒 3GB 的流量相当大，可能会对性能产生影响，请使用 dotTrace（在时间线模式下）查看这 6 秒的哪一部分用于 GC。

Answer 3

好的，让我们来看看单循环迭代：

• 您将分配至少 1250 个整数 - 所以我们称之为 5000 字节或 5K。
• 您将创建一个字典，其中包含相同的整数和 1250 个字符串，平均长度为 8 个字符 - 所以我们称之为 20000 字节或 20K。 加上Dictionary 本身的开销。
• 然后string.Join 将使用StringBuilder - 所以那里至少需要额外的20K（可能更多，因为数组是动态调整大小的）。然后ToString 将在StrinBuilder 上被调用（所以又是20K）。

5K + 20K + 20K + 20K = 65K。

2.86GB / 10,000 = 0.286MB = 大约 286k。

所以，所有这些听起来都是对的。 65K 是 RAM 使用量的绝对最小值。在生成字典值时考虑字符串连接开销、使用Dictionary 的开销（额外的数组、ints 的额外副本等）和StringBuilder 的开销（这可能会为大型数组分配一个数字次由于字符串的长度），你可以很容易地从 65 -> 286 得到。