c# - 为什么在 C# 中重用数组可以显着提高性能？

Question

在我的代码中，我执行了大量任务，每个任务都需要大量内存来临时存储数据。我有大约 500 个任务。在每个任务开始时，我为一个数组:

double[] tempDoubleArray = new double[M];

M 是一个很大的数字，具体取决于具体的任务，通常在 2000000 左右。现在，我做一些复杂的计算来填充数组，最后我使用数组来确定这个任务的结果。之后，tempDoubleArray 超出范围。

分析显示构造数组的调用非常耗时。因此，我决定尝试重用该数组，方法是将其设为静态并重用它。它需要一些额外的杂耍找出数组的最小大小，需要额外通过所有任务，但它有效。现在，该程序快得多(执行所有任务从 80 秒到 22 秒)。

double[] tempDoubleArray = staticDoubleArray;

但是，我不太明白为什么它会如此有效。我说在原来的代码中，当 tempDoubleArray 超出范围时，它可以被收集，所以分配一个新数组应该不会那么难吧？

我问这个是因为理解它为什么有效可能会帮助我找出实现相同效果的其他方法，并且因为我想知道在什么情况下分配会导致性能问题。

Answer 1

仅仅因为某些东西可以被收集并不意味着它会被收集。事实上，如果垃圾收集器在其收集过程中表现得如此积极，您的性能会差很多。

请记住，创建数组不仅仅是创建一个变量，而是创建 N 个变量(N 是数组中元素的数量)。重用数组是提高性能的一种物有所值的好方法，但您必须谨慎行事。

澄清一下，我所说的“创建变量”具体指的是为它们分配空间并执行运行时必须执行的任何步骤以使它们可用(即将值初始化为零/空)。因为数组是引用类型，所以它们存储在堆上，这使得内存分配的过程变得有点复杂。根据数组的大小(总存储空间是否超过 85KB)，它将存储在普通堆或大对象堆中。与所有其他堆对象一样，存储在普通堆上的数组可以触发堆的垃圾收集和压缩(这涉及围绕当前使用的内存进行混洗以最大化连续的可用空间)。存储在大对象堆上的数组不会触发压缩(因为 LOH 永远不会压缩)，但它可能会通过占用另一个大的连续内存块来触发过早收集。