c# - GC压力——List vs Array，class vs struct

Question

假设您需要存储一定数量的数据，这些数据由结构或类表示。您最多只能存储 N 个元素，如果添加更多元素，则必须先删除现有元素。

您可以使用任何您喜欢的方式来存储数据 - 列表、数组(或者您愿意的任何其他方式)。

就垃圾回收而言——使用类还是结构来表示信息有什么不同吗？将它存储在列表或数组中有什么不同吗？

我的直觉是最好的方法是使用结构数组，因为原则上 GC 不应该在这里收集任何东西(当数组存储在堆上时，它的大小保持不变，所以永远不会收集我相信会发生？)。

我不完全确定结构列表将如何表示 - 是否有任何形式的垃圾收集与添加/删除结构元素相关联？

至于使用类而不是结构，我预计一旦从列表中删除，或在数组中被覆盖，旧的引用将需要被收集，因此两者都会带来 GC 压力。

如果我的直觉在这里是正确的，或者如果我在任何地方都出错了，我将不胜感激!谢谢

示例代码:

public struct SStruct
{
   int ABC;
}

public class SClass
{
  int ABC;
}

public class Test
{
   List<SStruct> _data1;
   List<SClass> _data2;
   SStruct[100] _data3;
   SClass[100] _data4;

  public void run()
  {
    var sStruct = new SStruct();
    var sClass = new SClass();

    if(data1.Count > 0)
      _data1.RemoveAt(0);

    if(data2.Count > 0)
      _data2.RemoveAt(0);

    _data1.Add(sStruct);
    _data2.Add(sClass);
    _data3[0] = sStruct;
    _data4[0] = sClass;
}

Answer 1

如有疑问，请根据您的情况进行一些测试。

---

这很容易以最基本的形式进行测试，但这实际上取决于您在做什么。但我认为假设你的直觉可能相当准确。

这只是一个基本测试，您可以随意修改它，并根据需要加载结构

给定

public struct TestStruct
{
   public int Value;

}
public struct TestStruct2
{
   public int Value;

   public string AString;
}
public class TestClass
{
   public int Value;
}
public class TestClass2
{
   public int Value;
   public string AString;
}
private static TestStruct[] _arrayOfTestStructs = new TestStruct[100];
private static TestStruct2[] _arrayOfTestStruct2 = new TestStruct2[100];
private static TestClass[] _arrayOfTestClass = new TestClass[100];
private static TestClass2[] _arrayOfTestClass2 = new TestClass2[100];

测试

var sw = new Stopwatch();

Random rand = new Random();
GC.Collect();
GC.WaitForPendingFinalizers();
Console.WriteLine("struct1");
Console.WriteLine("Start   : {0:N0}", GC.GetTotalMemory(false));
sw.Start();
for (int i = 0; i < 100000000; i++)
{
   _arrayOfTestStructs[rand.Next(100)] = new TestStruct();
}
sw.Stop();
Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);
sw.Reset();

Console.WriteLine("Working : {0:N0}", GC.GetTotalMemory(false));
GC.Collect();
GC.WaitForPendingFinalizers();
Console.WriteLine("Collect : {0:N0}", GC.GetTotalMemory(false));
Console.WriteLine("Class1");
sw.Start();
for (int i = 0; i < 100000000; i++)
{
   _arrayOfTestClass[rand.Next(100)] = new TestClass();
}
sw.Stop();
Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);
sw.Reset();
Console.WriteLine("Working : {0:N0}", GC.GetTotalMemory(false));
GC.Collect();
GC.WaitForPendingFinalizers();
Console.WriteLine("Collect : {0:N0}", GC.GetTotalMemory(false));
Console.WriteLine("struct2");
sw.Start();
for (int i = 0; i < 100000000; i++)
{
   _arrayOfTestStruct2[rand.Next(100)] = new TestStruct2();
}
sw.Stop();
Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);
sw.Reset();
Console.WriteLine("Working : {0:N0}", GC.GetTotalMemory(false));
GC.Collect();
GC.WaitForPendingFinalizers();
Console.WriteLine("Collect : {0:N0}", GC.GetTotalMemory(false));
Console.WriteLine("Class2");
sw.Start();
for (int i = 0; i < 100000000; i++)
{
   _arrayOfTestClass2[rand.Next(100)] = new TestClass2();
}
sw.Stop();
Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);
sw.Reset();
Console.WriteLine("Working : {0:N0}", GC.GetTotalMemory(false));
GC.Collect();
GC.WaitForPendingFinalizers();
Console.WriteLine("Collect : {0:N0}", GC.GetTotalMemory(false));
Console.ReadKey();

输出

struct1
Start   : 32,460
1647
Working : 40,652
Collect : 40,448
Class1
2203
Working : 716,936
Collect : 41,744
struct2
1537
Working : 41,744
Collect : 41,660
Class2
2244
Working : 2,265,944
Collect : 43,072

A Flakey .Net Demo here

总而言之，这里没有什么神秘之处，它相当直观，结构数组比等效类更快，产生的垃圾更少。

显然 List 会再次变慢，但是假设您只是覆盖元素而不是删除它，可能会产生类似的垃圾。

无论如何这不是一个决定性的演示