.Net Core 2.1 性能改进 #26
Description
根据 Performance Improvements in .NET Core 2.1 一文总结。比较的对象为 .Net Core 2.0。
JIT
EqualityComparer<T>.Default.Equals能被 intrinsic 识别，devirtualize 并 inline，带来 ~2.5x 的性能提升。- 受上面的影响，
Dictionary<Tkey,TValue>的ContainsValue也提升了 ~2.25x；上面基本上给所有的集合类搜索都带来了可观的提升。 - 需在代码中直接使用
EqualityComparer<T>.Default.Equals，而不是先将EqualityComparer<T>.Default放到一个变量，然后用那个变量的Equal方法，这种微优化由于 JIT 识别不出来，无法生成高效的代码从而变成了负优化。 Enum.HasFlag也成了 intrinsic，从原来的臭名昭著的反射实现变成了 JIT 直接位操作，性能提升 ~50x，并且不会再有 allocated。- JIT 将循环中的局部 return/break 移到热路径外，让循环体更加紧凑连续，不再需要使用 goto 等 trick 来优化，从而改善了代码的 layout，还改善了代码编写的 shape，并且性能将近 ~2x。
- 某些情况下将 TEST 和 LSH 指令改为生成 BT 指令，~1.4x。
- 识别类似
((IAnimal)thing).MakeSound()这样通过接口来调用 struct 方法的代码（其中 thing 为 struct），避免装箱和接口方法调用，直接调用成员方法，并且尽可能 inline。~10x 的性能提升，并且不会 allocated。 - 所有的优化组合起来使用，对上层代码有显著的性能提升。
Threading
- 优化了 threadstatic 的访问性能。
- 改善了 Monitor 在存在争用情况下的开销。
- 改善了 ReaderWriterLockSlim 的 scalability。
- 将 Timer 的所有操作（create, modify, fire, remove）从竞争一个全局锁的串行改成多个锁，提高并行度。
- 将
CancellationTokenSource. CancellationToken的关注重点从 scalability 更改为 throughput 和 allocation，实现了 ~1.7x 的性能提升和 0 分配。 - await 同步返回的 async 方法的开销削减，性能提升 ~1.5x。如果使用
ValueTask的话不会在堆上分配。即使不是使用ValueTask，对于已经完成的任务，框架在很多情况下会使用已经缓存的同一个Task<int/bool/etc..>来避免分配。 - await 异步的 async 方法的分配从 4 个对象缩减为 1 个，从而将分配空间减少一半。（将其中 3 个从
class变成了struct，并使用in传参。）
String
- 利用
Span<T>.SequenceEqual来向量化String.Equal，性能提升 ~1.6x。 - 同样向量化
String.IndexOf和String.LastIndexOf, ~2.7x。 String.IndexOfAny~2.5x。String.ToLower和ToUpper（包括ToLower/UpperInvariant）在需要转换时 ~3x；在不需要转换（即字符已经符合目标）时 ~2x，而且不再有 allocated。- 对于
String.Split，视字符串的长度或使用栈上分配或使用ArrayPool<int>.Shared来消除原先用来记录字符串分段的 Int32[] 分配。再辅以 span 的优势来改善常见情形的 throughput，性能提升 ~1.5x，分配只为原来的 1/4。 - 即使边边角角的字符串方法都有改善，如
String.Concat(IEnumerable<char>)~1.5x，分配为原来的 1/9。
Formatting and Parsing
string.Format性能 ~1.3x，分配为 2/3。StringBuilder.Append性能 ~2x，分配为 0。- 将 coreclr 和 corert 中跟 string 和 span 相关的大部分代码用 C# 重写，以可以应用更好的优化，比原先 c++ 的实现相比有很大的性能改善。譬如
Int32.ToString()~2x；int.Parse~1.3x。 - 同理，
Int32,UInt32,Int64,UInt64,Single,Double的ToString()也一样改进。尤其在 unix 有将近 10 倍的提升。 BigInteger.ToString~12x！并且 allocated 只为原先的 1/17。DateTime和DateTimeOffset的R和O的ToString，分别提升 ~4x 和 ~2.6x。Convert.FromBase64String~1.5x；Convert.FromBase64CharArray~1.6x。
Networking
Dns.GetHostAddressAsync在 windows 上变成了真·异步操作。IPAddress.HostToNetworkOrder/NetworkToHostOrder~8x。Uri的分配降低到原来的一半，初始化 ~1.5x。Socket收发 ~2x。- 消除大量
SslStream中的分配，修正它在 unix 中的瓶颈。 HttpClient现在使用完全 C# 编写的SocketsHttpHandler，一个用SocketSslStream和NetworkStream做服务端，用HttpClient做客户端通过 https 访问的示例，获得了 12.7 倍的性能飙升！同时分配也大大减少，也没了 Gen1 对象。
And More
Directory.EnumerateFiles~3x，allocated 1/2。System.Security.Cryptography.Rfc2898DeriveBytes.GetBytes由于Span的使用完全消除了计算过程中的分配。总的分配：1120120 B -> 176 B，性能有所提高。Guid.NewGuid()在 unix 上有 4 倍的提升。- 数组处理、LINQ、Environment、collection、globalization、pooling、SqlClient、StreamWriter 和 StreamReader 等都有很大的改进。
Regex.Compiled回来了而且生效，Match 性能提高约一倍。