BT

如何利用碎片时间提升技术认知与能力? 点击获取答案

高性能的.NET不可变数组

| 作者 Jonathan Allen 关注 553 他的粉丝 ,译者 姚琪琳 关注 0 他的粉丝 发布于 2013年7月6日. 估计阅读时间: 5 分钟 | 如何结合区块链技术,帮助企业降本增效?让我们深度了解几个成功的案例。

最新发布的.NET不可变集合中包含了ImmutableArray<T>,一种在只读、索引化的场景中比ImmutableList<T>更快速的选择。ImmutableList<T>在设计时选择了一种平衡的方案。由于其复杂的内部结构,添加新项只能是O(log n)的操作。同样,通过索引读取某项也要耗费O(log n)的时间。

ImmutableArray<T>则没有这么复杂。它只是一个包装了数组的结构。用ildasm可以看到,它不包含任何其他字段。这意味着从不可变数组中读取只需要O(1)的时间。相反,向不可变数组添加一项则需要对实际数组进行完全拷贝,为O(n)操作。

Immo Landwerth提出了以下建议:

使用不可变数组的理由:

  • 极少更新数据,并且元素数量很小(小于16)
  • 对迭代数据的性能要求很高
  • 有很多不可变集合的实例,并且无法负担将它们全放在树中的开销。

仍然使用不可变列表的理由:

  • 更新数据比较常见,或者元素数量预计不会太小
  • 对更新集合的性能要求比迭代要高

作为一个值类型,ImmutableArray<T>在创建时不需要显式初始化。此时,结构将检测到内部空指针,其行为就像是长度为0的数组。

重大改变

不可变集合正处于开发过程中,重大变更时有发生。这一次,我们看到Create<T>(IEnumerable<T> items)函数更名为“From”。

Immo写到,

我们发现接受IEnumerable<T>参数的重载可能会产生意想不到的结果。你可能认为要通过其他集合创建集合可以使用接受IEnumerable<T>参数的重载:

但你最终创建的是ImmutableList<List<string>>而不是Immutable<string>,这是因为在进行重载决策时,参数重载的优先级要高于从List<string>到IEnumerable<string>的隐式转换。

因此我们决定将所有操作IEnumerable<T>的工厂方法改名为From,以消除这种歧义。

最初的IImmutableList<T>包含一个ValueComparer属性,并匹配WithComparer方法。为了让ImmutableArray<T>保持为一个简单的包装器,就有必要在IImmutableList<T>接口中移除它们。

扩展方法GetValueOrDefault曾经接受一个IDictionary<TKey, TValue>或IReadOnlyDictionary<TKey, TValue>。如果实际的类同时实现了这两个接口就会引起编译器错误,因此用只接受IImmutableDictaionary<TKey, TValue>的版本进行了替换。

其他改变

IImmutableSet<T>新增了TryGetValue方法。如果使用了比较器如StringComparer.OrdinalIgnoreCase,并且想得到集中的实际值而不仅仅是判断是否存在等价的元素时,就需要使用该方法了。

不可变集合仍然是预览版,并且不允许在生产中使用。它们目前可用于.NET 4.5、Windows Store、Windows Phone 8和Portable Class Library。

数组的性能

Jon Skeet最近测试了数组的性能并发现了一些有趣的结果。用包装器包装数组竟然可以使它们能够更快地写入。对一个包含100项的数组进行1亿次写入,字符串数组用了40.865秒,而包装的字符数组只用了29.338秒。读取速度两者差不多,字符数组用了12秒,包装的数组用了11.843秒。

其原因要追溯到Java了。Java的数组是协变的,也就是说可以将一个String[]传递给任何期望Object[]的参数或变量。.NET的运行时CLR要设计为支持Java,所以也支持协变数组。因此在每次写入数组时CLR都需要执行一次类型检查。

Jon Skeet的数组包装器与我们上面提到的ImmutableArray中使用的并不相同。它在内部对数组中的每一项使用了基于结构的包装器。由于它只是一个包含了指针的结构,因此并不比数组中存储的普通引用耗费更多的空间。但其设计可以使CLR的JIT编译器忽略类型检查。

查看英文原文High Performance Immutable Arrays in .NET

评价本文

专业度
风格

您好,朋友!

您需要 注册一个InfoQ账号 或者 才能进行评论。在您完成注册后还需要进行一些设置。

获得来自InfoQ的更多体验。

告诉我们您的想法

允许的HTML标签: a,b,br,blockquote,i,li,pre,u,ul,p

当有人回复此评论时请E-mail通知我
社区评论

允许的HTML标签: a,b,br,blockquote,i,li,pre,u,ul,p

当有人回复此评论时请E-mail通知我

允许的HTML标签: a,b,br,blockquote,i,li,pre,u,ul,p

当有人回复此评论时请E-mail通知我

讨论

登陆InfoQ,与你最关心的话题互动。


找回密码....

Follow

关注你最喜爱的话题和作者

快速浏览网站内你所感兴趣话题的精选内容。

Like

内容自由定制

选择想要阅读的主题和喜爱的作者定制自己的新闻源。

Notifications

获取更新

设置通知机制以获取内容更新对您而言是否重要

BT