神秘的StringReader性能

Question

我使用这里的实现对.NET和C#中的StringReader类进行了一些研究：https://referencesource.microsoft.com/#mscorlib/system/io/stringreader.cs

我制作了一个小类，我认为它使用了相同的基本实现来读取字符串，但令我惊讶的是，我的代码速度是.NET StringReader的两倍多。

这是我的课：

public class DataReader
{
private String source;
private int pos;
private int length;
public DataReader(string data)
{
source = data;
length = source.Length;
}
public int Peek()
{
if (pos == length) return -1;
return source[pos];
}
public int Read()
{
if (pos == length) return -1;
return source[pos++];
}
}

这是我的测试代码：

using System;
using System.IO;
using System.Diagnostics;
using System.Text;
using System.Collections.Generic;                   
public class Program
{
public static void Main()
{
var s = new String('x', 10000000);
StringReaderTest(s);

DataReaderTest(s);
}

private static void StringReaderTest(string s)
{
var stopwatch = new Stopwatch();

stopwatch.Start();

var reader = new StringReader(s);

while (reader.Peek() > -1)
{
reader.Read();
}

stopwatch.Stop();

Console.WriteLine(stopwatch.ElapsedMilliseconds);
}
private static void DataReaderTest(string s)
{
var stopwatch = new Stopwatch();

stopwatch.Start();
var reader = new DataReader(s);
while (reader.Peek() > -1)
{
reader.Read();
}
stopwatch.Stop();

Console.WriteLine(stopwatch.ElapsedMilliseconds);
}
}

这是整个事情的一个.NET版本。https://dotnetfiddle.net/MqbU5q

这是Fiddle的输出。我的实现速度慢了一倍。

77
159

我一定错过了什么，有人能解释一下吗？

Answer 1

因此，首先，Stopwatch不是一个合法的基准测试工具，它不合适的原因有很多。

您应该使用BenchmarkDotNet或类似的工具，预预热，pre-JIT的在每次运行前收集垃圾，多次运行测试，并在调试时提醒您。

以下是如何生成更可靠基准的示例。

_{免责声明：在一个好的基准测试中，还有更多的事情需要推理，比如使用更真实的实际数据和用例表示}

测试代码

[SimpleJob(RuntimeMoniker.Net60, baseline: true)]  
public class ReaderTest
{ 
private const string Chars = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789";
private string _s;
public static Random R = new(42);
[Params(1000, 10000, 100000)] public int N;
[GlobalSetup]
public void Setup() => _s = new string(Enumerable.Repeat(Chars, N).Select(s => s[R.Next(s.Length)]).ToArray());
public static void Main() => BenchmarkRunner.Run<ReaderTest>();
[Benchmark]
public int StringReader()
{
var stringReader = new StringReader(_s);
var result = 0;
while (stringReader.Peek() > -1)
result ^= stringReader.Read();
return result;
}
[Benchmark]
public int DataReader()
{
var dataReader = new DataReader(_s);
var result = 0;
while (dataReader.Peek() > -1)
result ^= dataReader.Read();      
return result;
}   
}

基准

环境

BenchmarkDotNet=v0.13.1, OS=Windows 10.0.19044.1348 (21H2)
Intel Core i7-7700 CPU 3.60GHz (Kaby Lake), 1 CPU, 8 logical and 4 physical cores
.NET SDK=6.0.100
[Host]   : .NET 6.0.0 (6.0.21.52210), X64 RyuJIT  [AttachedDebugger]
.NET 6.0 : .NET 6.0.0 (6.0.21.52210), X64 RyuJIT
Job=.NET 6.0  Runtime=.NET 6.0

结果

>td style="text align:right>>td style="text align:right>7.2606 us

方法		平均值
StringReader	1000	3.424 us
	1000	1.459 us	0.0126 us	0.0098 us		StringReader	1000	34.157 us
DataReader	1000	0.0577 us		StringReader	100000	348.650 us	6.7857 us
DataReader	100000	146.257 us