比Dictionary<Type, X>更快的替代方案是什么？

Question

我正在创建一个库，对其进行性能测试。我生成了一个 Dictionary<Type, X>。当前条目是以随机顺序插入的，这个字典在应用程序生命周期内保持不变。

它经常用于查找项，但查找是该库中较大的瓶颈之一。

是的，我在微观优化，但为了学习。我想知道是否有更好的方法来提高查找性能？

更新：

我使用 dotTrace 测量性能。报告和 dotTrace 在我的家用电脑上，所以我没有报告（否则可以上传到其他地方）。

我使用了这里找到的测试： https://github.com/danielpalme/IocPerformance 字典定义在这里： https://github.com/jgauffin/Griffin.Container/blob/master/Source/Griffin.Container/ContainerBase.cs 我在上周五创建了容器，不要期望太高。

更新2

Dictionary.TryGetValue在Resolve的总时间（251毫秒）中占用了101毫秒，如果我正确解释了这些数字，那么它占据了40.2%的时间。

- jgauffin

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a: 数据中有多少种类型/对？ b: 你认为这是一个瓶颈的原因是什么？（即你是如何测量的？我们可以看到查找代码吗？） - Marc Gravell

调用者使用静态类型（比如 int 等）还是因为反射而使用 Type 对象？如果调用者在静态上下文中知道类型，那么有一些技巧可以使用。 - Marc Gravell

特别是@mathieu，我在考虑一个通用的静态类型，即SomeCache<int>.Whatever（...），带有静态初始化程序（.cctor）来准备每个T的元数据。 - Marc Gravell

@MarcGravell：请阅读我的更新。 - jgauffin

我刚刚进行了一个测试，使用字典和哈希表，无论哪种情况下，在200种查找类型的情况下，可以在< 100毫秒内完成2M个查找。这相当快。我不确定这是否是一个真正的问题……？ - Marc Gravell

Answer 1

IoC容器的性能基准来自Daniel Palme（以及其他人），但是这个基准解决了容器中非常浅的对象图（尽管它清楚地显示了容器之间的性能差异很大）。这是不现实的，因为大多数应用程序（正确使用DI的）将具有包含许多对象的对象图。在执行此操作时，只需要解析根对象，并且当容器编写正确时，这意味着您在大多数情况下（或者最多仅有一些情况下）每个（Web）请求只需调用一次Dictionary<T,V>.TryGetValue。因此，Dictionary<T, V>的性能并不是真正的问题。

我认为，TKey为System.Type的Dictionary<T,V>的性能成本的最大部分与为给定的Type生成哈希代码的性能成本有关。每次调用TryGetValue时，都必须调用Type.GetHashCode()。GetHashCode是虚拟的（无法内联），该方法调用3个其他虚拟方法。最后进行静态（外部）调用RuntimeHelpers.GetHashCode(key)。

换句话说，您将能够优化性能以编写一个特定的（非泛型）字典类，该类使用Type作为键，而不是调用Type.GetHashCode()，您应该调用RuntimeHelpers.GetHashCode(key)。

更新（2013-04-05）：

几个月前，我尝试改进我维护的DI容器的性能，并尝试优化字典部分。我编写了自己的字典，直接调用RuntimeHelpers.GetHashCode(key)（跳过虚拟调用），但最终性能收益非常小（在Palme的基准测试中约为1％），因此我决定恢复这些代码更改。因此，我目前的理解是，Dictionary<Type, X>的实际性能成本实际上是发生在RuntimeHelpers.GetHashCode(key)内部的所有内容。

- Steven

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使用Dictionary<string, x>并将Type.FullName保存为键不是更好的方法吗？这样就不会调用Type.GetHashCode()了。 - gwt

这只是一个有根据的猜测，但我认为使用String作为键会慢得多，因为字符串的哈希计算方式以及String.GetHashCode()的性能与字符串长度成线性关系。 - Steven

调用 Type.FullName 实际上也会产生开销。 - Steven

谢谢Steven！那我会继续使用Dictionary<Type,x> :) - gwt

Answer 2

如果类型在编译时已定义，您可以尝试按照以下方式实现它：

static class ValueFor<T>
{
  // you get another field per type T
  public static X X { get; private set; }

  internal static SetUpValue(X value) { X = value; }
}

只需使用这个访问。

var myIntX = ValueFor<int>.X;

- Stefan Steinegger

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很遗憾，这些映射是由用户/开发人员在运行时创建的（就像所有的IoC容器一样）。 - jgauffin