c# - C# 集合是否关心缓存友好性？

Question

我一直在运行大量测试，将结构数组与类数组和类列表进行比较。这是我一直在运行的测试:

struct AStruct {
    public int val;
}
class AClass {
    public int val;
}

static void TestCacheCoherence() 
{
    int num = 10000;
    int iterations = 1000;
    int padding = 64;

    List<Object> paddingL = new List<Object>();

    AStruct[] structArray = new AStruct[num];
    AClass[] classArray = new AClass[num];
    List<AClass> classList = new List<AClass>();

    for(int i=0;i<num;i++){
        classArray[i] = new AClass();
        if(padding >0) paddingL.Add(new byte[padding]);
    }
    for (int i = 0; i < num; i++)
    {
        classList.Add(new AClass());
        if (padding > 0) paddingL.Add(new byte[padding]);
    }

    Console.WriteLine("\n");
    stopwatch("StructArray", iterations, () =>
    {
        for (int i = 0; i < num; i++)
        {
            structArray[i].val *= 3;
        }
    });
    stopwatch("ClassArray ", iterations, () =>
    {
        for (int i = 0; i < num; i++)
        {
            classArray[i].val *= 3;
        }
    });
    stopwatch("ClassList  ", iterations, () =>
    {
        for (int i = 0; i < num; i++)
        {
            classList[i].val *= 3;
        }
    });

}

static Stopwatch watch = new Stopwatch();

public static long stopwatch(string msg, int iterations, Action c)
{
    watch.Restart();
    for (int i = 0; i < iterations; i++)
    {
        c();
    }
    watch.Stop();

    Console.WriteLine(msg +":  " + watch.ElapsedTicks);
    return watch.ElapsedTicks;
}

我在 Release模式下使用以下命令运行它:

 Process.GetCurrentProcess().ProcessorAffinity = new IntPtr(2); // Use only the second core 
 Process.GetCurrentProcess().PriorityClass = ProcessPriorityClass.High;
 Thread.CurrentThread.Priority = ThreadPriority.Highest;

结果:

使用 padding=0 我得到:

StructArray: 21517
ClassArray:  42637
ClassList:   80679

使用 padding=64 我得到:

 StructArray: 21871
 ClassArray:  82139
 ClassList:   105309

使用 padding=128 我得到:

 StructArray: 21694
 ClassArray:  76455
 ClassList:   107330

我对这些结果有点困惑，因为我原以为差异会更大。毕竟所有的结构都是微小的并且在内存中一个接一个地放置，而类被多达 128 字节的垃圾分隔。

这是否意味着我什至不应该担心缓存友好性？还是我的测试有缺陷？

Answer 1

这里发生了很多事情。首先是您的测试没有考虑 GC - 很可能在列表循环期间对数组进行 GC(因为在迭代列表时不再使用数组，它们符合条件供收藏)。

第二个是你需要记住List<T>无论如何都由数组支持。唯一的读取开销是通过 List 的额外函数调用。 .