.NET 预分配内存与临时分配

Question

我正在开发一些需要非常低延迟并占用大量内存的应用程序，并且正在做一些测试，例如如何临时分配列表与预分配和清除列表的执行情况不同。我原以为预分配内存的测试运行会执行得更快，但令我惊讶的是，它们实际上稍微慢一些(当我让测试运行 10 分钟时，平均差异约为 400 毫秒)。

这是我使用的测试代码:

    class Program
{
    private static byte[] buffer = new byte[50];
    private static List<byte[]> preAlloctedList = new List<byte[]>(500);

    static void Main(string[] args)
    {
        for (int k = 0; k < 5; k++)
        {
            Stopwatch sw = new Stopwatch();
            sw.Start();

            for (int i = 0; i < 1000000; i++)
            {
                List<byte[]> list = new List<byte[]>(300);

                for (int j = 0; j < 300; j++)
                {
                    list.Add(buffer);
                }
            }

            sw.Stop();
            Console.WriteLine("#1: " + sw.Elapsed);
            sw.Reset();
            sw.Start();

            for (int i = 0; i < 1000000; i++)
            {
                for (int j = 0; j < 300; j++)
                {
                    preAlloctedList.Add(buffer);
                }

                preAlloctedList.Clear();
            }
            sw.Stop();
            Console.WriteLine("#2: " + sw.Elapsed);
        }

        Console.ReadLine();
    }
}

现在，真正有趣的是，我并排运行 perfmon 并看到了以下模式，它看起来像我预期的那样:

绿色 = 第 0 代系列
蓝色 = 分配的字节/秒
红色 = %GC 时间

下面的控制台应用程序显示了 #1 和 #2 的测试运行时

所以，我的问题是，为什么测试 #1 比测试 #2 快？
显然，我宁愿在我的应用程序中拥有测试 #2 的性能统计数据，因为基本上没有内存压力，没有 GC 收集等。但 #1 似乎稍微快一些？
List.Clear() 会带来那么多开销吗？

谢谢

汤姆

编辑我做了另一个测试，使用相同的设置，但在启用服务器 GC 的情况下运行应用程序，现在#2 变得稍微快一些

Answer 1

我怀疑测试 #1 更快的原因是垃圾收集发生在单独的线程上，并且分配的开销低于额外的 List<T>.Clear称呼。由于这些列表都不是很大(每个列表只有 300 个引用)，并且它们都是在紧密循环中创建和取消的，因此它们通常都保留在 Gen 0 中。

我在过去的分析过程中注意到了这一点 - 重用 List<T>对其调用 Clear 通常比重新分配要慢。 Clear()实际上清除了内部数组并重置了列表的参数，我相信这比列表的初始分配有(稍微)更多的开销。

但是，在我看来，这个示例实际上只是表明 .NET 中的 GC 非常非常高效。