循環中方法調用的開銷是多少？

Question

我已經工作了，可以產生128000x128000像素的像一個迷宮，而一個C＃迷宮發電機。所有的內存使用情況都已經過優化，所以我目前正在考慮加速這一代。

的問題（以及更多關閉的興趣點），我發現了以下（只是一些示例代碼來說明問題）：

這段代碼在我的機器上約1.4秒運行一次當pixelChanged爲空：

public void Go() 
{ 
    for (int i = 0; i < bitjes.Length; i++) 
    { 
     BitArray curArray = bitjes[i]; 
     for (int y = 0; y < curArray.Length; y++) 
     { 
      curArray[y] = !curArray[y]; 
      GoDrawPixel(i, y, false); 
     } 
    } 
} 

public void GoDrawPixel(int i, int y, Boolean enabled) 
{ 
    if (pixelChanged != null) 
    { 
     pixelChanged.Invoke(new PixelChangedEventArgs(i, y, enabled)); 
    } 
} 

如果下面的代碼實際上0.4秒運行速度會快

public void Go() 
{ 
    for (int i = 0; i < bitjes.Length; i++) 
    { 
     BitArray curArray = bitjes[i]; 
     for (int y = 0; y < curArray.Length; y++) 
     { 
      curArray[y] = !curArray[y]; 
      if (pixelChanged != null) 
      { 
       pixelChanged.Invoke(new PixelChangedEventArgs(i, y, false)); 
      } 
     } 
    } 
} 

看來，當打電話只是一個「空」的方法利用了約20％該算法使用的CPU。這不奇怪嗎？我試圖在調試和發佈模式下編譯解決方案，但沒有發現任何明顯的差異。

這意味着，每一個方法調用我在這個循環將約0.4秒放慢我的代碼。由於迷宮生成器代碼當前由許多獨立的方法調用組成，這些調用除了執行不同的動作外，還開始獲得大量的資源。

我也查了谷歌和其他職位堆棧溢出，但還沒有真正找到一個解決辦法。

是否可以自動優化這樣的代碼？ （也許像Roslyn項目這樣的東西）或者我應該把所有東西放在一個大的方法？

編輯： 我也有興趣在這些2例JIT/CLR代碼差異或許有些分析。 （那麼，這個問題實際上來自）

EDIT2： 所有的代碼在釋放模式

Answer 1

這是一個問題，JIT具有用於方法的內聯優化（其中整個方法的代碼實際上是調用父代碼內注射），但此僅發生於那些被編譯爲32個字節或更小的方法。我不知道爲什麼存在32字節的限制，並且還想在C＃中像在C/C++中那樣看到一個'inline'關鍵字，完全是爲了解決這些問題。

Answer 2

編譯這是在調試或發佈模式？方法調用相當昂貴，但在發佈模式下構建/運行時可能會內聯。在調試模式下，它不會從編譯器獲得任何優化。

Answer 3

我想嘗試的第一件事將使其靜態而不是實例：

public static void GoDrawPixel(PixelChangedEventHandler pixelChanged, 
    int x, int y, bool enabled) 
{ 
    if (pixelChanged != null) 
    { 
     pixelChanged.Invoke(new PixelChangedEventArgs(x, y, enabled)); 
    } 
} 

這改變了幾件事情：

• 堆棧語義仍然可以進行比較（它加載的引用，2 ints and a bool）
• callvirt變成call - 這樣可以避免一些小的開銷
• ldarg0/ldfld對（this.pixelChanged）成爲單ldarg0

接下來的事情我想看看就是PixelChangedEventArgs;它可能是通過，因爲結構是便宜，如果它避免了大量的分配;或者只是：

pixelChanged(x, y, enabled); 

（原始參數，而不是一個包裝對象 - 需要簽名的變化）

Answer 4

主要開銷是，正如馬克說，這使得虛擬呼叫並傳遞參數。在執行方法期間PixelChanged的值是否可以改變？如果不是這可能會奏效（我並不完全確定JIT將空動作委託優化爲nop，你必須自己測試它（如果不是這樣，我會忽略這裏的良好實踐，只是做調用pixelChanged.Invoke調用，一個不調用（內聯），只需調用任何最適合的套裝...畢竟有時您必須使代碼稍微不夠優雅才能使其更快）。

public void Go() 
{ 
    if (pixelChanged != null) 
    GoPixelGo((x,y,z) => { }); 
    else 
    GoPixelGo((i, y, enabled) => pixelChanged.Invoke(i, y, enabled)); 
} 

public void GoPixelGo(Action<int, int, bool> action) 
{ 
    for (int i = 0; i < bitjes.Length; i++) 
    { 
     BitArray curArray = bitjes[i]; 
     for (int y = 0; y < curArray.Length; y++) 
     { 
     curArray[y] = !curArray[y]; 
     action(i,y, false); 
     } 
    } 
}