循环中的方法调用的开销是什么?

Question

我已经在C＃迷宫生成器上工作了一段时间，可以生成大约128000x128000像素的迷宫。所有内存使用量已经进行了优化，因此我目前正在考虑加速一代。

我发现的一个问题（更多的兴趣点）是以下内容（只是一些示例代码来说明问题）：

当pixelchanged为null时，此代码在我的计算机上大约1.4秒运行：

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));
    }
}

以下代码实际运行的情况实际上是0.4秒

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));
            }
        }
    }
}

看来，当调用"空"方法时，大约需要该算法使用的CPU的20％。这不是奇怪吗？我尝试在调试和发布模式下编译解决方案，但没有发现任何明显的差异。

这意味着我在此循环中使用的每个方法都会将我的代码降低约0.4秒。由于迷宫生成器代码当前由许多单独的方法呼叫组成，这些调用会引起不同的动作，因此开始获得大量弹药。

我还检查了Google和堆栈溢出的其他帖子，但尚未真正找到解决方案。

是否可以自动优化这样的代码？（也许有像Roslyn项目之类的东西？？），或者我应该以一种大方法将所有内容放在一起？

编辑：我也对这两种情况下的JIT/CLR代码差异的分析感兴趣。（所以这个问题实际来自哪里）

edit2：所有代码均以发布模式编译

Answer 1

这是一个问题，JIT具有对方法的内联优化（其中实际方法代码实际上是在调用父代码中注入的），但是这仅发生在编译为32字节的方法中或更少。我不知道为什么存在32个字节限制，并且还希望在C/C 中看到一个"内联"关键字，以解决这些问题。

Answer 2

我要尝试的第一件事就是使其静态而不是实例：

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

这改变了一些事情：

• 堆栈语义保持可比性（它加载了参考，2个INT和BOOL）
• callvirt变为 call-避免了一些小开销
• ldarg0/ldfld对（this.pixelChanged）成为单个ldarg0

我要看的接下来是PixelChangedEventArgs;如果避免了很多分配，则可以将其作为结构更便宜。也许只是：

pixelChanged(x, y, enabled);

（原始参数而不是包装对象 - 需要更改签名）

Answer 3

这是在调试还是发布模式下？方法调用相当昂贵，但是当您在发布模式下构建/运行时，它们可能会被内衬。在调试模式下，它不会从编译器获得任何优化。

Answer 4

正如马克所说的那样，主要开销是进行虚拟呼叫和通过参数。在执行方法期间，Pixelchange的变化值可以吗？如果不能，这可能不起作用（我不确定JIT优化了空的动作委托，您必须自己测试（如果不这样做，我只是在这里无视良好的做法通话，一个带有pixelchanged的通话。召唤，一个没有（直列）的电话，只需打电话给任何最适合的东西...毕竟，有时您必须使代码变得更加优雅，以使其快速）。

>

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);
      }
  }
}