c# - 为什么公共(public)领域比属性更快？

Question

我在 XNA 中四处寻找，发现其中的 Vector3 类使用公共(public)字段而不是属性。我尝试了一个快速基准测试，发现对于 struct 来说，差异非常显着(将两个向量加在一起 ​​1 亿次需要 2.0 秒的属性和 1.4 秒的字段)。对于引用类型，差异似乎没有那么大，但确实存在。

那是为什么呢？我知道一个属性被编译成 get_X 和 set_X 方法，这会产生方法调用开销。但是，这些简单的 getter/setter 不是总是由 JIT 内联吗？我知道您不能保证 JIT 决定做什么，但肯定这在概率列表中相当高？还有什么可以在机器级别将公共(public)字段与属性分开？

还有一件事我一直在想:自动实现的属性 (public int Foo { get; set; }) 为什么比公共(public)字段“更好”的面向对象设计？或者更好地说:这两个有什么不同？我知道通过反射使它成为一个属性更容易，但还有别的吗？我敢打赌这两个问题的答案是一样的。

顺便说一句:我使用的是 .NET 3.5 SP1，我认为它解决了结构方法(或 of 结构的方法，我不确定)没有内联的问题，所以这不是是吧。我想我至少在使用它，它肯定已安装，但话又说回来，我使用的是 64 位 Vista 和 SP1，它应该有 DX10.1，除了我没有 DX10.1 ..

另外:是的，我一直在运行发布版本:)

编辑:感谢大家的快速回答，但我表示我确实知道属性访问是一种方法调用，但我不知道为什么据推测，内联方法比直接字段访问慢。

编辑 2:所以我创建了另一个使用显式 GetX() 方法的 struct(o 我如何不怀念我的 Java 时光一点) 并且无论我是否禁用内联(通过 [MethodImplAttribute(MethodImplOptions.NoInlining)])执行的都是一样的，所以结论:非静态方法显然从不内联，不是即使在结构上。

我认为存在异常(exception)情况，JIT 可以优化虚拟方法调用。为什么这不能发生在不知道继承的结构上，因此方法调用只能指向一个可能的方法，对吗？还是因为您可以在其上实现接口(interface)？

这有点可惜，因为它真的会让我考虑在性能关键的东西上使用属性，但使用字段让我觉得很脏，我还不如用 C 写我正在做的事情。

编辑 3:我找到了 this发布关于完全相同的主题。他的最终结论是属性调用确实得到了优化。我也可以发誓我已经读过很多次简单的 getter/setter 属性将被内联，尽管在 IL 中是 callvirt。那我要疯了吗？

编辑 4:Reed Copsey 在下面的评论中发布了答案:

Re: Edit3 - see my updated comment: I believe this is x86 JIT vs x64 JIT issues. the JIT in x64 is not as mature. I'd expect MS to improve this quickly as more 64 bit systems are coming online every day. – Reed Copsey

我对他的回答的回应:

Thanks, this is the answer! I tried forcing a x86 build and all methods are equally fast, and much faster than the x64. This is very shocking to me actually, I had no idea I was living in the stone age on my 64-bit OS.. I'll include your comment in my answer so it stands out better. – JulianR

谢谢大家!

Answer 1

编辑 2:

我在这里有另一个潜在的想法:

您提到您在 x64 上运行。我已经在 x86 上测试过同样的问题，并且在使用自动属性与字段时看到了相同的性能。但是，如果您查看 Connect 和邮件列表/论坛帖子，网上有很多引用资料表明 x64 CLR 的 JIT 是不同的代码库，并且具有与 x86 JIT 截然不同的性能特征。我猜这是 x64 仍然落后的地方。

此外，仅供引用，在 .net 3.5sp1 中修复的结构/方法/等问题是在 x86 方面，事实上，在 .net3 之前，将结构作为参数的方法调用永远不会在 x86 上内联。 5sp1。这与关于您的系统的讨论几乎无关。

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编辑 3:

另一件事:关于 XNA 为什么要使用字段。我实际上是在他们宣布 XNA 的游戏节上。 Rico Mariani 在一次演讲中提出了许多与他博客上相同的观点。 XNA 人员在开发某些核心对象时似乎也有类似的想法。见:

http://blogs.msdn.com/ricom/archive/2006/09/07/745085.aspx

特别是，检查第 2 点。

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至于为什么自动属性比公共(public)字段好:

它们允许您更改类的 v2 中的实现，并根据需要将逻辑添加到属性获取/设置例程中，而无需更改与最终用户的接口(interface)。随着时间的推移，这会对您维护库和代码的能力产生深远的影响。

---- 来自原帖 - 但发现这不是问题--------

您是否在 VS 的之外运行发布版本？这可能是为什么事情没有得到优化的一种解释。通常，如果您在 VS 中运行，即使是优化的发布版本，VS 主机进程也会禁用 JIT 的许多功能。这可能会导致性能基准发生变化。