Производительность динамически создаваемого типа

Question

Используя C #, я заметил значительную разницу в производительности при заполнении списка экземплярами динамически генерируемого типа по сравнению с простой структурой. Приведенный ниже код включает 4 различных метода для заполнения списка 100 000 объектов.

Каждый метод работает по-разному:

Кнопка1: 15 миллисекунд

Кнопка2: 31 миллисекунда

Button3 & 4: 300 миллисекунд

Обратите внимание, код для кнопок 3 и 4 пришел от этой темы

Может кто-нибудь объяснить, почему динамически создаваемый объект медленнее?

    public struct DataRow
    {
        public double t;
        public double vf;
        public double im;

        public double T { get { return t; } set { t = value; } }
        public double Vf { get { return vf; } set { vf = value; } }
        public double Im { get { return im; } set { im = value; } }
    }

    //Use struct defined above
    private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        int n = 0;

        //adding rows
        List<DataRow> myTable = new List<DataRow>();
        DataRow myRow = new DataRow();

        start = DateTime.Now;

        while (n < 100000)
        {
            myRow.T = n * 1.0;
            myRow.Vf = 2.0;
            myRow.Im = 4.0;

            myTable.Add(myRow);

            n++;
        }
        end = DateTime.Now;
        System.TimeSpan diff = end.Subtract(start);
        label2.Text = diff.Seconds.ToString();
        label4.Text = diff.Milliseconds.ToString();

        dataGridView1.DataSource = myTable;
    }

    //define the list as it is done on buttons 3 & 4 but use the static struct
    private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        Type myType = typeof(DataRow);

        Type listType = typeof(List<>);

        Type myListType = listType.MakeGenericType(myType);

        IList myTable = (IList)Activator.CreateInstance(myListType);

        DataRow bRow = new DataRow();

        int n = 0;
        start = DateTime.Now;
        while (n < 100000)
        {
            bRow.t = n * 1.0;
            bRow.vf = 2.0;
            bRow.im = 4.0;
            myTable.Add(bRow);

            n++;
        }
        end = DateTime.Now;
        System.TimeSpan diff = end.Subtract(start);
        label2.Text = diff.Seconds.ToString();
        label4.Text = diff.Milliseconds.ToString();
        dataGridView1.DataSource = myTable;

    }

    //Create assy at runtime and load dll
    private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        Type myType = CreateDynRow();
        Assembly myAssy = Assembly.LoadFrom("DynaRowAssy.dll");
        Type myRow = myAssy.GetType("DynaRow");

        Type listType = typeof(List<>);

        Type myListType = listType.MakeGenericType(myRow);

        IList myTable = (IList)Activator.CreateInstance(myListType);

        FieldInfo piT = myRow.GetField("t");
        FieldInfo piVf = myRow.GetField("vf");
        FieldInfo piIm = myRow.GetField("im");

        ValueType aRow = (ValueType)Activator.CreateInstance(myRow);

        int n = 0;
        start = DateTime.Now;
        while (n < 100000)
        {
            piT.SetValue(aRow, 1 * n);
            piVf.SetValue(aRow, 2.0);
            piIm.SetValue(aRow, 4.0);
            myTable.Add(aRow);

            n++;
        }
        end = DateTime.Now;
        System.TimeSpan diff = end.Subtract(start);
        label2.Text = diff.Seconds.ToString();
        label4.Text = diff.Milliseconds.ToString();
        dataGridView1.DataSource = myTable;
    }

    //create assy at runtime in memory
    private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        //build the assembly
        Type myType = CreateDynRow();

        Type listType = typeof(List<>);

        Type myListType = listType.MakeGenericType(myType);

        IList myTable = (IList)Activator.CreateInstance(myListType);

        FieldInfo piT = myType.GetField("t");
        FieldInfo piVf = myType.GetField("vf");
        FieldInfo piIm = myType.GetField("im");

        ValueType aRow = (ValueType)Activator.CreateInstance(myType);

        int n = 0;
        start = DateTime.Now;
        while (n < 100000)
        {
            piT.SetValue(aRow, 1 * n);
            piVf.SetValue(aRow, 2.0);
            piIm.SetValue(aRow, 4.0);
            myTable.Add(aRow);

            n++;
        }
        end = DateTime.Now;
        System.TimeSpan diff = end.Subtract(start);
        label2.Text = diff.Seconds.ToString();
        label4.Text = diff.Milliseconds.ToString();
        dataGridView1.DataSource = myTable;
    }

Answer 1

Это не (в первую очередь) динамическое создание: это использование отражения (FieldInfo.SetValue), которое делает версии button3 и button4 медленнее, чем когда вызовы могут быть скомпилированы.

Возможный способ обойти это - объявить интерфейс, с которым может компилироваться ваш код, и иметь динамический тип, реализующий этот интерфейс. Вы по-прежнему предпримете небольшую попытку создания экземпляра и запроса динамического типа для этого интерфейса с помощью отражения, но после этого он должен быть таким же быстрым, как «статические» ссылки.

Answer 2

Простой ответ: Выполняется больше кода для динамического создания объекта.

Отражение всегда будет медленнее, чем определение типа заранее, а затем работа с этим объектом напрямую. Вы просите, чтобы среда выполнения выполнила за вас гораздо больше работы, а не указала все заранее. В зависимости от того, какие функции Reflection вы используете ... ваш код будет работать медленнее.

Если вам нужны подробности, проверьте IL, который генерирует ваш код. Это должно дать вам всю историю.

Answer 3

Вот что мы придумали. Это почти так же быстро, как статически определенный случай:

// Dynamically create DataRow derived from ValueType, 
// List of DataRows, 
// Delegates to properties
//  

private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Type myType = CreateDynRow();  // dynamic version of DataRow, see above
    Type myListType = typeof(List<>).MakeGenericType(myType);
    IList myTable = (IList)Activator.CreateInstance(myListType);
    ValueType myRowBuffer = (ValueType)Activator.CreateInstance(myType);

    var mySet_TDelegate = myRowBuffer.GetInstanceInvoker<Action<Double>>("set_T");
    var mySet_ImDelegate = myRowBuffer.GetInstanceInvoker<Action<Double>>("set_Im");
    var mySet_VfDelegate = myRowBuffer.GetInstanceInvoker<Action<Double>>("set_Vf");

    stopWatch.Reset();
    stopWatch.Start();
    for (int n = 0; n < rowCount; n++)
    {
        mySet_TDelegate(1.0 * n);
        mySet_ImDelegate(4.0);
        mySet_VfDelegate(2.0);

        myTable.Add(myRowBuffer);
    }
    stopWatch.Stop();
    label1.Text = String.Format("{0}", stopWatch.ElapsedMilliseconds);

    dataGridView1.DataSource = myTable;
}

Спасибо за вашу помощь. Кстати, мы попали сюда, используя ответы Джастина и Марка. И GetInstanceInvoker из класса Common.Reflection Кеннета Сюй.