.NET 中的性能分析

Question

我写了一个类，它使用Stopwatch 来分析方法和for/foreach 循环。使用for 和foreach 循环，它会针对Parallel.For 或Parallel.ForEach 实现测试标准循环。

你会像这样编写性能测试：

方法：

PerformanceResult result = Profiler.Execute(() => { FooBar(); });

For循环：

SerialParallelPerformanceResult result = Profiler.For(0, 100, x => { FooBar(x); });

ForEach 循环：

SerialParallelPerformanceResult result = Profiler.ForEach(list, item => { FooBar(item); });

每当我运行测试（.Execute、.For 或 .ForEach 之一）时，我都会将它们放在一个循环中，以便查看性能如何随时间变化。

性能示例可能是：

方法执行 1 = 200ms
方法执行 2 = 12ms
方法执行 3 = 0ms

对于执行 1 = 300ms（串行），100ms（并行）
执行 2 = 20ms（串行），75ms（并行）
对于执行 3 = 2ms（串行），50ms（并行）

ForEach 执行 1 = 350ms（串行），300ms（并行）
ForEach 执行 2 = 24ms（串行），89ms（并行）
ForEach 执行 3 = 1ms（串行），21ms（并行）

我的问题是：

1. 为什么性能会随着时间而变化，.NET 在后台做了什么来促进这一点？

2. 串行操作如何/为什么比并行操作更快？我已确保将操作复杂化以正确查看差异...在大多数情况下，串行操作似乎更快！？

注意：对于并行处理，我在 8 核机器上进行测试。

Answer 1

在对性能分析进行了更多探索之后，我发现使用秒表并不是衡量特定任务性能的准确方法

（感谢斧头和 Loren 提供的 cmets！）

秒表不准确的原因：

1. 测量以经过的时间（以毫秒为单位）计算，而不是 CPU 时间。
2. 测量可能会受到背景“噪音”和线程密集型进程的影响。
3. 测量不考虑 JIT 编译和开销。

话虽如此，使用秒表可以随意探索性能。考虑到这一点，我在一定程度上改进了我的分析算法。

在它简单地执行传递给它的表达式之前，它现在可以对表达式进行多次迭代，从而建立平均执行时间。第一次运行可以省略，因为这是 JIT 启动的地方，并且可能会出现一些主要开销。可以理解，这永远不会像使用像 Redgate's ANTS profiler 这样的专业分析工具那样复杂，但对于更简单的任务来说没问题！

Answer 2

根据我上面的评论：我自己做了一些简单的测试，随着时间的推移没有发现任何差异。你能分享你的代码吗？我会把我的答案写在这里，因为它不适合这里。

这是我的示例代码。 （我也尝试了静态和实例方法，没有区别）

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int to = 50000000;
        OtherStuff os = new OtherStuff();

        Console.WriteLine(Profile(() => os.CountTo(to)));
        Console.WriteLine(Profile(() => os.CountTo(to)));
        Console.WriteLine(Profile(() => os.CountTo(to)));
    }

    static long Profile(Action method)
    {
        Stopwatch st = Stopwatch.StartNew();
        method();
        st.Stop();
        return st.ElapsedMilliseconds;
    }
}

class OtherStuff
{
    public void CountTo(int to)
    {
        for (int i = 0; i < to; i++)
        {
            // some work...
            i++;
            i--;
        }
    }
}

示例输出为：

331
331
334

考虑改为执行此方法：

class OtherStuff
    {
        public string CountTo(Guid id)
        {
            using(SHA256 sha = SHA256.Create())
            {
                int x = default(int);
                for (int index = 0; index < 16; index++)
                {
                    x = id.ToByteArray()[index] >> 32 << 16;
                }
                RNGCryptoServiceProvider rng = new RNGCryptoServiceProvider();
                byte[] y = new byte[1024];
                rng.GetBytes(y);
                y = y.Concat(BitConverter.GetBytes(x)).ToArray();
                return BitConverter.ToString(sha.ComputeHash(BitConverter.GetBytes(x).Where(o => o >> 2 < 0).ToArray()));
            }
        }
    }

示例输出：

11 
0 
0