c# - TimeSpan的比较好慢

Question

最近我遇到了一个奇怪的性能问题。
我需要将周期中的时间间隔与大量迭代进行比较。
我使用 DateTime.TimeOfDay 属性来比较这些间隔。但是，我发现这些比较与 DateTime 比较相比非常慢。因此，我必须创建具有 1 年 1 个月和 1 天的 DateTime 以加快时间间隔比较。
我准备了一个小例子来说明我的意思。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace DatesBenchmark
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Stopwatch sw = new Stopwatch();
            sw.Start();
            DateTime firstDate = DateTime.Now;
            DateTime secondDate = DateTime.Now.AddSeconds(5);
            for (int i = 0; i < 2000000; i++)
            {
                var a = firstDate.TimeOfDay > secondDate.TimeOfDay;
                //var a = firstDate > secondDate;
            }
            sw.Stop();
            Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

在我的笔记本电脑上，我得到了 15 毫秒(如果循环中的第一行被注释)与 176 毫秒(如果循环中的第二行被注释)。

我的问题很简短。为什么？

Answer 1

调用 foo.TimeOfDay 是这样做的:

public TimeSpan TimeOfDay
{
    get
    {
        return new TimeSpan(this.InternalTicks % 864000000000L);
    }
}

通过访问 TimeOfDay 2楼 DateTime您正在创建超过 200 万次迭代的实例 400 万个 Timespan实例。然而，这还不是最大的开支。

进一步挖掘，你有:

internal long InternalTicks
{
    get
    {
        return (long)(this.dateData & 4611686018427387903uL);
    }
}

因此，您有 400 万次实例化、余数计算、强制转换和 &操作。这些都是便宜的操作(“便宜”当然是一个相对的术语)，但是它们加起来的数量。

实际比较是微不足道的:

public static bool operator >(TimeSpan t1, TimeSpan t2)
{
    return t1._ticks > t2._ticks;
}

在 Debug模式下编译 OPs 代码，我看到:

空循环:4ms。

var a = firstDate > secondDate; 6ms(建议没有优化掉)

var a = firstDate.TimeOfDay; 40ms

var a = firstDate.TimeOfDay > secondDate.TimeOfDay; 80ms

TimeSpan a = new TimeSpan( ticks ), b = new TimeSpan( ticks ); 7ms

在 VS 2012 中针对该程序运行性能分析，81% 的样本来自 DateTime.get_TimeOfDay() .

运行 x64， Release模式，启用所有优化:

空循环:3ms。

var a = firstDate > secondDate; 6ms

var a = firstDate.TimeOfDay; 20ms

var a = firstDate.TimeOfDay > secondDate.TimeOfDay; 40ms

TimeSpan a = new TimeSpan( ticks ), b = new TimeSpan( ticks ); 6ms

所以:

微基准可能会产生误导(尽管并非无用)。

在确定存在问题之前启用优化。

性能似乎随着优化而翻倍。

在任何情况下，所讨论的语句似乎都没有被优化掉。

实例化是费用的有形但很小的一部分。

类型转换/算术运算占其余费用。

在循环之前将属性值存储在变量中可以大大提高性能。