靜態構造函數的性能和爲什麼我們不能指定beforefieldinit

Question

我碰到一個差排在速度使用以下兩種結構：

public struct NoStaticCtor 
{ 
    private static int _myValue = 3; 
    public static int GetMyValue() { return _myValue; } 
} 

public struct StaticCtor 
{ 
    private static int _myValue; 
    public static int GetMyValue() { return _myValue; } 
    static StaticCtor() 
    { 
     _myValue = 3; 
    } 
} 

class Program 
{ 
    static void Main(string[] args) 
    { 
     long numTimes = 5000000000; // yup, 5 billion 
     Stopwatch sw = new Stopwatch(); 
     sw.Start(); 
     for (long i = 0; i < numTimes; i++) 
     { 
      NoStaticCtor.GetMyValue(); 
     } 
     sw.Stop(); 
     Console.WriteLine("No static ctor: {0}", sw.Elapsed); 

     sw.Restart(); 
     for (long i = 0; i < numTimes; i++) 
     { 
      StaticCtor.GetMyValue(); 
     } 
     sw.Stop(); 
     Console.WriteLine("with static ctor: {0}", sw.Elapsed); 
    } 
} 

其產生的結果：

Release (x86), no debugger attached: 
No static ctor: 00:00:05.1111786 
with static ctor: 00:00:09.9502592 

Release (x64), no debugger attached: 
No static ctor: 00:00:03.2595979 
with static ctor: 00:00:14.5922220 

編譯器產生NoStaticCtor的靜態構造函數與StaticCtor中明確聲明的相同。我明白，當靜態構造函數沒有明確定義時，編譯器只會發出beforefieldinit。

他們生產幾乎相同的IL代碼，但有一個區別，宣佈與beforefieldinit的結構，這是我覺得不同之處在於，因爲我知道它確定何時類型構造函數被調用，雖然我不是很弄清楚爲什麼會有這樣的差異。它假定它不是每次迭代都調用類型構造函數，因爲一個類型構造函數只能被調用一次。

所以，

1）爲什麼用beforefieldinit的結構和沒有一個之間的時間差？ （我想JITer在for循環中做了一些額外的工作，但是，我不知道如何查看JITer的輸出以查看內容。）

2）爲什麼編譯器設計者a）沒有使所有結構體beforefieldinit是默認的，並且b）不給開發者明確指定該行爲的能力？當然，這個是假設你不能，因爲我一直沒有找到辦法。

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編輯：

。 I modified the code，第二次運行基本上每個循環，期待改進，但它並沒有太多：

No static ctor: 00:00:03.3342359 
with static ctor: 00:00:14.6139917 
No static ctor: 00:00:03.2229995 
with static ctor: 00:00:12.9524860 
Press any key to continue . . . 

我這樣做是因爲我雖然很好，也許，但不太可能是，在JITer竟是每次迭代調用類型構造函數。在我看來，JITer會知道類型構造函數已經被調用，並且不會在編譯第二個循環時發出代碼。

除了Motti的回答是： This code產生更好的效果，因爲在JIT編譯不同之處，DoSecondLoop的JIT編譯不發出靜態構造函數檢查，因爲它檢測到它是在DoFirstLoop以前那樣，使每個循環執行以相同的速度。 （〜3秒）

Answer 1

第一次訪問類型時，必須執行靜態ctor（無論是顯式生成還是隱式生成）。

當JIT編譯器將IL編譯爲本機指令時，它會檢查該類型的靜態ctor是否已經執行，如果沒有發出檢查靜態ctor是否已被執行的本地代碼，那麼執行該代碼。

jitted代碼被緩存以便將來調用相同的方法（這就是爲什麼代碼必須再次檢查靜態ctor是否被執行）。

問題是，如果檢查靜態ctor的jitted代碼處於循環中，則此測試將在每次迭代中發生。

當beforefieldinit存在時，JIT編譯器可以通過在進入循環之前測試靜態ctor調用來優化代碼。如果不存在，則不允許此優化。

C＃編譯器會自動決定何時發出此屬性。它目前（C＃4）只有在代碼沒有明確定義靜態構造函數時纔會發出它。其背後的想法是，如果你自己定義了一個靜態ctor，那麼對你而言，時機可能更重要，而且strt ctor不應該提前執行。這可能會也可能不會，但是你不能改變這種行爲。

下面是在詳細講解這個我在網上.NET教程的部分鏈接：http://motti.me/c1L

BTW，我不建議使用的結構靜態構建函數，因爲無論你相信與否，他們都不能保證執行！這不是問題的一部分，所以我不會詳細說明，但如果您感興趣，請參閱以下內容以獲得更多詳細信息：http://motti.me/c1I（我在大約2點30分觸及該視頻的主題）。

我希望這有助於！