泛型和非泛型方法之间的性能差异

Question

假设我们要处理线性代数，使用不同类型的矩阵。而且我们有一个自定义的 Matrix 类来实现：

interface IMatrix
{
    double this[int i, int j] { get; set; }
    int Size { get; }
}

我想实现矩阵乘法。我的印象是这两种方法：

static void Multiply<TMatrix>(TMatrix a, TMatrix b, TMatrix result) where TMatrix : IMatrix

和

static void Multiply(Matrix a, Matrix b, Matrix result)

（当然具有类似的实现）将在内部产生完全相同的 IL 并因此产生相同的性能。事实并非如此：第一个比第二个慢四倍。查看 IL，似乎泛型类似于通过接口调用：

static void Multiply(IMatrix a, IMatrix b, IMatrix result)

我错过了什么吗？有什么方法可以让泛型获得与直接调用相同的性能？

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已安装框架 4.8，目标框架：4.7.2（也使用 .Net Core 3 进行了测试）

方法实现：

static void Multiply(Matrix a, Matrix b, Matrix result)
{
    for (int i = 0; i < a.Size; i++)
    {
        for (int j = 0; j < a.Size; j++)
        {
            double temp = 0;
            for (int k = 0; k < a.Size; k++)
            {
                temp += a[i, k] * b[k, j];
            }
            result[i, j] = temp;
        }
    }
}

Minimal reproductible example

Answer 1

.NET 只会为所有引用类型生成一次泛型方法的代码。并且该代码必须通过IMatrix 接口调用，因为各种实现类型可能使用不同的方法实现该接口。所以它只是一个接口调用。

但是，如果您将 Matrix 设为 struct 而不是 class，则 JITter 将生成泛型方法的特定于类型的实现，并且可以优化接口调用。