🚴🏻 🚣🏼 📂 तुरंत तेज: महत्वपूर्ण डेटा प्रकारों की पैकिंग और अनपैकिंग समय को मापें 🐲 🐆 👩🏻‍🤝‍👨🏽

शुभ दिन, हेब्र!

कई अनुभवहीन डेवलपर्स हमेशा यह नहीं जानते और समझते हैं कि उनके कोड के पर्दे के पीछे क्या हो रहा है। अब हम महत्वपूर्ण डेटा प्रकारों की पैकिंग और अनपैकिंग के बारे में बात करेंगे (रूसी में, यह भयानक लगता है, इसलिए "बॉक्सिंग और अनबॉक्सिंग मूल्य प्रकार")।
बिल्ली के नीचे रनटाइम का एक छोटा उदाहरण और माप है।

बॉक्सिंग क्या है?
संक्षेप में। महत्वपूर्ण डेटा प्रकार (मान प्रकार) और संदर्भ (संदर्भ प्रकार) हैं। महत्वपूर्ण डेटा प्रकारों के वेरिएबल्स स्वयं मूल्य को स्टोर करते हैं (धन्यवाद, कैप!), संदर्भ डेटा प्रकारों के वेरिएबल्स - मेमोरी में उस सेक्शन का लिंक जहां यह मान संग्रहीत होता है।

int valType = 15;

यह एक महत्वपूर्ण डेटा प्रकार है। वैरिएबल वैल्यू का मान स्टैक में संग्रहीत किया जाएगा। कई मानक डेटा प्रकार महत्वपूर्ण हैं (इंट, बाइट, लॉन्ग, बूल, आदि)।
इसके अलावा, अगर हम ऐसा करने की कोशिश करते हैं:

 int valType = 15; Object refType = valType;

और इसके परिणामस्वरूप हमें संदर्भ प्रकार ( RefType ) का एक चर मिलता है। यहाँ निम्न होगा: सबसे पहले, वैरिएबल वैल्यू टाइप (महत्वपूर्ण प्रकार) का मान स्टैक में दिखाई देगा, फिर इस वैरिएबल के मान को स्टोर करने के लिए एक कंटेनर बनाया जाएगा (हमारे मामले में, टाइप इंट के एक वेरिएंट के लिए एक कंटेनर, जो कि वैल्यू + सिंक ब्लॉक इंडेक्स के लिए 4 बाइट्स है) (4 और) बाइट)), और यहाँ इस कंटेनर के लिए एक पॉइंटर है और इसे हमारे रेफरेंस टाइप ( रिफ्यूट ) के वेरिएबल में स्टोर किया जाएगा। इस प्रक्रिया को बॉक्सिंग कहा जाता है।
विवरण यहाँ पाया जा सकता है , लेकिन जे। रिक्टर की पुस्तक "CR थ्रू सी #" (अध्याय 5) में बेहतर पढ़ा जा सकता है।

इन ऑपरेशनों के बारे में सबसे अप्रिय बात यह है कि वे अंतर्निहित रूप से घटित होते हैं।
उदाहरण के लिए, हम एक नंबर को कंसोल पर प्रिंट करना चाहते हैं। इसलिए:

 Console.WriteLine(20);

या इस तरह:

 Console.WriteLine("{0}", 20);

अंतर क्या है? आइए MSIL में संकलन परिणाम देखें (यह ILdasm.exe उपयोगिता के साथ किया जा सकता है):

 //    Console.WriteLine(20); IL_0000: ldc.i4.s 20 IL_0002: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(int32) //     Console.WriteLine("{0}", 20); IL_0007: ldstr "{0}" IL_000c: ldc.i4.s 20 IL_000e: box [mscorlib]System.Int32 IL_0013: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string, object)

दूसरे मामले में, हम बॉक्स कमांड को देखते हैं, जो पैकेजिंग करता है।
यह समझने के लिए कि यह कहाँ से आया है, Console.WriteLine विधि के हस्ताक्षर पर एक नज़र डालें और ध्यान दें कि उनमें से पहले से ही 18 हैं।
पहला कॉल निम्नलिखित हस्ताक्षर का उपयोग करता है:

 void WriteLine(int value);

यहां सब कुछ सरल है - यह विधि एक महत्वपूर्ण इंट डेटा प्रकार को स्वीकार करती है, हम एक इंट वैल्यू पास करते हैं, एक पैरामीटर वैल्यू द्वारा पास किया जाता है। यहां पैकेजिंग की जरूरत नहीं है।
दूसरे मामले में, एक अलग हस्ताक्षर का उपयोग किया जाता है:

 void WriteLine(string format, object arg0);

प्रारूप स्ट्रिंग के प्रसारण के साथ, यह स्पष्ट है: एक स्ट्रिंग की आवश्यकता है - हम एक स्ट्रिंग पास करते हैं। और तर्क arg0 के साथ, यह थोड़ा और अधिक जटिल है: विधि संदर्भ डेटा प्रकार की वस्तु के लिए एक वस्तु मांगती है, और हम विधि के प्रकार के मान को पास करते हैं। यहीं पर पैकेजिंग की जरूरत होती है। नतीजतन, प्रकार इंट के लिए एक कंटेनर मेमोरी में बनाया जाता है, मान 20 को इसमें कॉपी किया जाता है, और इस कंटेनर को सूचक तर्क arg0 में गिर जाता है।

आइए अब गणना करने की कोशिश करें कि क्या हमारे संचालन इन कार्यों को बहुत धीमा कर देते हैं।
ऐसा करने के लिए, मैंने एक छोटा सा कोड कोड लिखा:

कोड शीट

 static void Main() { //   ,  var val = 15; //   ,   Object obj = val; //   -  =) const int cycles = 1000000; var str = ""; //       var results = new List<TimeSpan>(); //   20 ,       for (var j = 0; j < 20; j++) { //   var start = DateTime.Now; for (var i = 0; i < cycles; i++) { //    10   //      str = String.Format("{0}, {1}, {2}, {3}, {4}, {5}, {6}, {7}, {8}, {9}", obj, obj, obj, obj, obj, obj, obj, obj, obj, obj); } //   var end = DateTime.Now; //         (box) var objResult = end.Subtract(start); //    start = DateTime.Now; for (var i = 0; i < cycles; i++) { //      //      10   (box) str = String.Format("{0}, {1}, {2}, {3}, {4}, {5}, {6}, {7}, {8}, {9}", val, val, val, val, val, val, val, val, val, val); } //   end = DateTime.Now; //     ,    10    var valResult = end.Subtract(start); //           results.Add(valResult.Subtract(objResult)); } //    foreach (var timeDif in results) { Console.WriteLine(timeDif); } //     Console.WriteLine(); Console.Write("Milliseconds need for 10KK boxing operations: "); Console.WriteLine(results.Aggregate(TimeSpan.Zero, (sum, current) => sum.Add(current)).TotalMilliseconds / results.Count); }

मुझे निम्न परिणाम मिला (इंटेल कोर i5 750 2.67GHz प्रोसेसर, 4 कोर, एक पर प्रदर्शन):

 00:00:00.0600060 00:00:00.0770077 00:00:00.0570057 00:00:00.0710071 00:00:00.0680068 00:00:00.0650065 00:00:00.0530053 00:00:00.0740074 00:00:00.0570057 00:00:00.0580058 00:00:00.0590059 00:00:00.0500050 00:00:00.0550055 00:00:00.0720072 00:00:00.0800080 00:00:00.0640064 00:00:00.0640064 00:00:00.0670067 00:00:00.0660066 00:00:00.0590059 Milliseconds need for 10KK boxing operations: 63,80638

लगभग औसतन 64 मिलियन प्रति 10 मिलियन। पैकिंग संचालन।

निष्कर्ष

एक निष्कर्ष के रूप में, मैं यह कहना चाहता हूं कि उपरोक्त सभी आपके कोड में डिसएम्बेंबलर के साथ मुक्केबाजी के लिए खोज करने के लिए एक कारण नहीं है और एक सौ मिली प्रति घंटे की गति से प्रति सेकंड एक अतिरिक्त मिलीमीटर प्राप्त करते हैं। नहीं, बिल्कुल, यह पूरी बकवास है। लेकिन आपके कोड में वास्तव में क्या चल रहा है यह समझना महत्वपूर्ण है। और किसी समय, अरबों बार निष्पादित चक्र में एक अतिरिक्त ऑपरेशन महत्वपूर्ण बन सकता है।

युपीडी! टिप्पणियों में, exmachine उपयोगकर्ता मुझे बताता है कि मैंने सही तरीके से माप नहीं लिया है। यहाँ समायोजित परिणाम हैं:

परिणाम

 Cache warming results: 00:00:00.0505219 00:00:00.0491484 00:00:00.0527804 00:00:00.0586028 00:00:00.0595744 00:00:00.0573599 00:00:00.0678498 00:00:00.0560197 00:00:00.0591139 00:00:00.0382205 00:00:00.0602378 00:00:00.0862110 00:00:00.0632895 00:00:00.0584091 00:00:00.0556713 00:00:00.0572194 00:00:00.0544349 00:00:00.0750407 00:00:00.0579586 00:00:00.0561487 Test results: 00:00:00.0640218 00:00:00.0558972 00:00:00.0612732 00:00:00.0560300 00:00:00.0547193 00:00:00.0556158 00:00:00.0558210 00:00:00.0554421 00:00:00.0632168 00:00:00.0611355 00:00:00.0539173 00:00:00.0594863 00:00:00.0549896 00:00:00.0585462 00:00:00.0598485 00:00:00.0586522 00:00:00.0560457 00:00:00.0568806 00:00:00.0784523 00:00:00.0521756 Milliseconds need for 10KK boxing operations: 58,60835

UPD2! उपयोगकर्ता mstyura ने याद किया कि इससे पहले Habré पर एक समान प्रश्न पहले से ही कवर किया गया था। मैं आपको अधिक जानकारी के लिए वहाँ देखने की सलाह देता हूँ।

तुरंत तेज: महत्वपूर्ण डेटा प्रकारों की पैकिंग और अनपैकिंग समय को मापें

शुभ दिन, हेब्र!

निष्कर्ष

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