C#效率優化(3)-- 使用foreach時避免裝箱


Introduction:

  ※本文不是在描述舊版本Unity中mono編譯器導致的foreach語句額外裝箱錯誤

  博主是一名Unity 3D游戲開發者,游戲使用C#+lua開發,最近在優化C#代碼時,發現了一處使用foreach不恰當的地方,其結果是造成了每幀近3k的GC Alloc,如此高頻率的GC堆內存分配,會導致垃圾回收的調用更加頻繁,從而影響游戲性能,而這只需要簡單的修改即可避免;

  ※使用.Net 2.0的Unity版本,如果是較新的.Net 4.x版本,由於FCL實現修改,本文中48->56

   原始聲明代碼如下:

private readonly IDictionary<int, MyClass> mDic = new Dictionary<int, MyClass>();

  在每幀邏輯里面,會多次對其進行遍歷,遍歷代碼如下:

foreach(var keyValuePair in mDic)
{
    //do...
}

  通過Unity自帶的Profiler分析,可以發現其導致的GC Alloc:

Body:

  通過上面的Profiler可以發現此時foreach語句實際上調用的是Dictionary定義中隱式實現的IEnumerable<KeyValuePair<TKey, TValue>>.GetEnumerator()方法,該方法的聲明如下:

IEnumerator<KeyValuePair<TKey, TValue>> IEnumerable<KeyValuePair<TKey, TValue>>.GetEnumerator()
{
    return new Enumerator(this, Enumerator.KeyValuePair);
}

   其中,Enumerator是在Dictionary類中定義的嵌套結構類型:

  結構類型隱式轉換為接口類型時會發生裝箱,對於該Enumerator類型,其裝箱后大小為16(開銷字節)+8(字段dictionary)+8(字段next+stamp)+16(字段current:8(int字節對齊)+8)=48字節,調用29次即產生48*29=1392字節的堆內存分配,這符合我們看到Profiler里面看到的GC Alloc;

  為了解決這個問題,只需要將變量聲明時改為Dictionary即可,不使用接口類型的變量,即:

private readonly Dictionary<int, MyClass> mDic = new Dictionary<int, MyClass>();

  此時,在對mDic進行foreach循環時,就會調用Dictionary<TKey,TValue>.GetEnumerator()方法,該方法返回值類型即結構類型的Enumerator,避免了裝箱操作:

One more thing:

  這里可能很多人有個誤解,即foreach是只能對實現了IEnumerable或IEnumerable<T>的類型對象進行遍歷,其實不然,foreach語句還可以對滿足以下條件的任何類型的對象進行遍歷:

  實現了可訪問的GetEnumerator()方法,且該方法的返回值類型符合:包含可訪問的Current屬性和bool MoveNext()方法;

Conclusion:

  這樣就知道了,.Net框架類庫提供的泛型集合類型都實現了這樣的方法,因此可以放心對泛型集合進行foreach遍歷,而不產生堆內存的分配,也因此,我們在使用這些類型時,盡量避免直接對其接口類型的變量進行遍歷;

 


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作者:Minotauros
出處:https://www.cnblogs.com/minotauros/

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