让我们考虑这个非常简单的异步方法:
static async Task myMethodAsync()
{
await Task.Delay(500);
}
当我用 VS2013(前 Roslyn 编译器)编译它时,生成的状态机是一个结构。
private struct <myMethodAsync>d__0 : IAsyncStateMachine
{
...
void IAsyncStateMachine.MoveNext()
{
...
}
}
当我用 VS2015 (Roslyn) 编译它时,生成的代码是这样的:
private sealed class <myMethodAsync>d__1 : IAsyncStateMachine
{
...
void IAsyncStateMachine.MoveNext()
{
...
}
}
如您所见,Roslyn 生成了一个类(而不是结构)。如果我没记错的话,旧编译器(我猜是 CTP2012)中异步/等待支持的第一个实现也生成了类,然后出于性能原因将其更改为 struct。 (在某些情况下,您可以完全避免装箱和堆分配……)(参见 this)
有谁知道为什么这在罗斯林再次改变? (对此我没有任何问题,我知道这种变化是透明的,不会改变任何代码的行为,我只是好奇)
编辑:
@Damien_The_Unbeliever(和源代码:))恕我直言的答案解释了一切。 Roslyn 所描述的行为仅适用于调试构建(由于评论中提到的 CLR 限制,这是必需的)。在 Release 中,它还生成一个结构(具有它的所有好处..)。所以这似乎是一个非常聪明的解决方案,可以同时支持“编辑”和“继续”以及更好的生产性能。有趣的东西,感谢所有参与的人!
async
方法几乎总是有一个真正的异步点 - 一个产生控制的 await
,这将要求结构体无论如何都要装箱。我相信结构只会减轻碰巧同步运行的 async
方法的内存压力。
我对此一无所知,但由于 Roslyn 现在是开源的,我们可以通过代码寻找解释。
在这里,在 line 60 of the AsyncRewriter,我们发现:
// The CLR doesn't support adding fields to structs, so in order to enable EnC in an async method we need to generate a class.
var typeKind = compilationState.Compilation.Options.EnableEditAndContinue ? TypeKind.Class : TypeKind.Struct;
因此,虽然使用 struct
有一些吸引力,但允许 Edit and Continue 在 async
方法中工作的巨大胜利显然被选为更好的选择。
很难对这样的事情给出明确的答案(除非编译器团队的某个人加入:)),但您可以考虑以下几点:
结构的性能“奖励”始终是一种权衡。基本上,您会得到以下信息:
值语义
可能的堆栈(甚至可能是寄存器?)分配
避免间接
这在 await 案例中意味着什么?嗯,其实……什么都没有。状态机在堆栈上的时间很短——记住,await
有效地执行了 return
,所以方法堆栈死了;状态机必须保存在某处,而“某处”肯定在堆上。堆栈生命周期不适合异步代码:)
除此之外,状态机还违反了一些定义结构的良好准则:
结构最多应为 16 字节大 - 状态机包含两个指针,它们自己巧妙地填充 64 位上的 16 字节限制。除此之外,还有状态本身,所以它超过了“限制”。这没什么大不了的,因为它很可能只通过引用传递,但请注意这不太适合结构的用例 - 一个基本上是引用类型的结构。
结构应该是不可变的——好吧,这可能不需要太多评论。这是一个状态机。同样,这没什么大不了的,因为结构是自动生成的代码和私有的,但是......
结构应在逻辑上表示单个值。绝对不是这里的情况,但这已经是从一开始就具有可变状态的结果。
它不应该经常装箱——这不是问题,因为我们到处都在使用泛型。状态最终在堆上的某个地方,但至少它没有被装箱(自动)。同样,它仅在内部使用的事实使得这几乎是无效的。
当然,这一切都是在没有闭包的情况下发生的。当您有遍历 await
的本地变量(或字段)时,状态会进一步膨胀,从而限制使用结构的有用性。
考虑到这一切,类方法绝对更干净,而且我不希望使用 struct
来显着提高性能。所有涉及的对象都具有相似的生命周期,因此提高内存性能的唯一方法是使它们中的所有成为struct
(例如,存储在某个缓冲区中)——这在当然,一般情况。并且您首先使用 await
的大多数情况(即一些异步 I/O 工作)已经涉及其他类 - 例如,数据缓冲区、字符串...您不太可能会await
它只返回 42
而不进行任何堆分配。
最后,我会说你真正看到真正性能差异的唯一地方是基准测试。至少可以说,针对基准进行优化是一个愚蠢的想法……
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