强制.NET JIT编译器在应用程序启动时生成最优化的代码

Question

我正在使用C#编写一款DSP应用程序（基本上是多轨编辑器）。我已经在不同的计算机上对其进行了相当长时间的分析，发现了一些“奇怪”的问题。

在我的家用电脑上，播放循环的第一次运行大约占用可用时间的50％-60％（我认为这是JIT执行其任务的原因），然后对于随后的循环，它降至稳定的5％消耗。问题是，如果我在较慢的计算机上运行应用程序，则第一次运行将占用超过可用时间，导致播放被中断并弄乱输出音频，这是不可接受的。此后，它会下降到8％-10％的消耗率。

即使在第一次运行之后，应用程序仍会不时地调用一些耗时的例程（每2秒左右一次），这会导致稳定的5％消耗率经历非常短暂的20％-25％峰值。我注意到，如果让应用程序运行一段时间，这些峰值也会下降到7％-10％。（我不确定是由于JIT重新编译了这些代码部分）。

因此，我在JIT方面遇到了严重的问题。尽管该应用程序即使在非常慢的计算机上也会表现出色，但是这些“编译风暴”将成为一个大问题。我正在尝试弄清楚如何解决此问题，并想出了一个想法，即使用一个属性标记所有“敏感”例程，在启动时告诉应用程序在它们真正需要时“挤压”它们，以便它们被完全优化。但这只是一个想法（我也不太喜欢它），我想知道是否有更好的解决整个问题的方法。

我很想听听你们的想法。

（NGEN该应用程序不是一个选项，我喜欢并希望获得所有JIT优化。）

编辑：

内存消耗和垃圾收集不是问题，我正在使用对象池，播放期间的最大峰值内存为304 Kb。

- Trap

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如果您能说出为什么NGEN不是一个选项，那将会有所帮助；理解问题是工作的一半... - Marc Gravell

首先，您需要证明问题所在。持续的暂停与JIT无关。一旦代码被访问过至少一次，JIT就没有发挥任何作用。您需要进行剖析。 - Marc Gravell

@dthorpe：我不确定那是否正确。JIT可以做的一件事是用对底层字段的直接访问替换属性调用，但这只能在运行时完成，而不能在NGEN时间完成。 - Steven Sudit

@Steven：用直接引用替换间接引用不需要执行分析。我认为Trap所指的是Java Hotspot优化器，在.NET领域似乎还没有出现。 - dthorpe

@Steven：是的，你说得对：NGEN可能会在内联JIT不会的情况下为间接引用生成代码。请注意，.NET 2.0及以后版本中的NGEN消除了.NET 1.x中臭名昭著的许多间接引用。这仍然没有改变我的陈述：.NET JIT编译器不会根据执行分析重新编译已经编译好的代码。上面评论中Trap问的是.NET JIT是否可以在代码执行几次后重新优化/重新编译为本机代码。我不知道.NET中是否有类似的功能。 - dthorpe

Answer 1

你可以使用 PrepareMethod 方法在应用程序初始化期间触发JIT编译器编译整个程序集集合（无需使用 NGen）。

这个解决方案在这里有更详细的描述：强制在运行时进行JIT编译。

- Liran

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强制进行即时编译而不实际执行方法，真是太聪明了！谢谢！ - Loudenvier

Answer 2

初速度似乎确实像是Fusion+JIT，这可以通过ILMerge（用于Fusion）和NGEN（用于JIT）来帮助；您可以在启动时播放静音曲目，以便这些工作不会影响用户的使用体验。

NGEN是一个很好的选择；难道你不能使用它吗？

您提到的问题在初始加载后听起来与JIT无关。可能与垃圾收集有关。

您尝试过进行分析吗？包括CPU和内存（收集）？

- Marc Gravell

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对我来说，不使用ngen的唯一原因是它在安装过程中需要管理员权限，因此不适用于企业网络上的每个用户安装。也许这也是OP的原因？ - Dirk Vollmar

为什么不在安装时将NGEN作为一个选项呢？如果您拥有管理员权限，就执行它。否则警告用户并不要执行它。 - Nic Wise

Answer 3

正如Marc所提到的，持续的波峰不像是JIT问题。还有其他需要注意的事项：

• 垃圾回收 - 在音频处理期间是否分配了内存？如果产生了很多垃圾，甚至是在第0代垃圾回收中幸存的对象，这可能会导致明显的波峰。听起来您正在进行某种预分配，但要小心库代码中的隐藏分配（即使foreach循环也会分配！）

• Denormals问题。在处理非常小的浮点数时，某些类型的处理器存在问题，可能会导致CPU波峰。请参见http://www.musicdsp.org/files/denormal.pdf了解详细信息。

编辑：

即使您不想使用NGen，也请至少比较一个已使用NGen的版本，以便了解JIT编译的差异。

- Jim Arnold

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有趣。我从未想到非规格化数会成为如此巨大的速度障碍。 - Jeffrey Hantin

Answer 4

如果您认为JIT影响了您的应用程序，请使用NGEN预编译您的应用程序，并再次运行测试。已经通过NGEN编译的代码中没有JIT开销。如果您仍然在NGEN应用程序中看到峰值，则说明它们不是由JIT引起的。

- dthorpe