.Net中各种不同的对象创建方式的速度差异（四）

在这片文章中，我们暂时放一放Activator.CreateInstance(Type)和Activator.CreateInstance<T>()之间的性能差异，去探索一下，为什么使用泛型约束的速度和CreateInstance<T>()差不多（用屁股都能猜到应该是直接调用了CreateInstance<T>()）。

 

首先我们写一个小程序来验证我们的猜想：

1 using System;
2
3 namespace GenericNew
4 {
5 public class Program
6 {
7 public static void Main(string[] args)
8 {
9 CreateInstance<Program>();
10 new Program();
11 }
12
13 public static T CreateInstance<T>() where T: new()
14 {
15 return new T();
16 }
17 }
18 }
 

编译了以后用reflector来查看编译的结果：

1 public static T CreateInstance<T>() where T: new()
2 {
3 return new T();
4 }
5
 

看起来没有什么问题啊，跟写的时候一样美妙，也没有见到System.Activator.CreateInstance<T>()的踪影。

那么，让我们切换到msil模式看看：

1 .method public hidebysig static !!T CreateInstance<.ctor T>() cil managed
2 {
3 .maxstack 2
4 .locals init (
5 [0] !!T local,
6 [1] !!T local2)
7 L_0000: nop
8 L_0001: ldloca.s local2
9 L_0003: initobj !!T
10 L_0009: ldloc.1
11 L_000a: box !!T
12 L_000f: brfalse.s L_001c
13 L_0011: ldloca.s local2
14 L_0013: initobj !!T
15 L_0019: ldloc.1
16 L_001a: br.s L_0021
17 L_001c: call !!0 [mscorlib]System.Activator::CreateInstance<!!T>()
18 L_0021: stloc.0
19 L_0022: br.s L_0024
20 L_0024: ldloc.0
21 L_0025: ret
22 }
 

恩，发现[mscorlib]System.Activator::CreateInstance<!!T>()了，通过分析这段代码，我们会发现，其实ms对于这个的性能还是做了一定的优化的，这段代码：

 

试图采用值类型的初始化方法初始化对象，并对该对象进行装箱操作
装箱失败的情况下，调用System.Activator.CreateInstance<T>()来创建对象
 

最后再返回创建好的对象。

那么是不是.net本来就是通过这种方式来创建对象的呢？

我们来对比一下new Program()这条语句的编译结果：

1 newobj instance void GenericNew.Program::.ctor()

 

那么为什么c#编译器没有采用这个指令来创建泛型类的实例呢？

我们需要参考一下msdn上对于newobj的用法的定义：

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.reflection.emit.opcodes.newobj(VS.85).aspx

在这里，我们看到，newobj指令的使用方法是 newobj <ctor>

也就是说，它的参数是构造器，而非类型本身； 原因就在于，.Net允许有不同参数的构造器存在，只有指定了构造器，clr才知道要使用哪个构造器来初始化对象。

而，对于一个泛型类，在编译器是无法知道它的泛型参数的构造器信息的，自然就没有办法使用newobj指令了。

 

这就是事实的真相，在下一篇文章中，我们将去探究，事实的终极真相。

posted @ 2010-02-24 12:58 TonyHuang 阅读(14) | 评论 (0) | 编辑

.Net中各种不同的对象创建方式的速度差异（三）
本文章为本人个人博客相应文章的镜像：

原文地址： http://www.greatony.com/index.php/2010/02/20/speed-of-object-creation-in-dotnet-iii/

 

从前面的文章，我们发现以下两点有趣的东西：

 

使用System.Activator的非泛型方法比使用泛型方法快很多（超过200%）
使用泛型约束和new关键字创建的速度几乎和System.Activator的泛型方法的一样
 

在这篇文章里，我将会这两个问题做一个进一步的探究，我使用的工具就是鼎鼎大名的.Net反编译工具：Reflector，欢迎读者跟我一起探讨造成这个现象的原因。

第一段 从System.Activator.CreateInstance(Type)开始

我们先用Reflector打开.Net Framework 3.5中的mscorlib.dll，看看这里面，微软是怎么实现的。

首先看看System.Activator.CreateInstance(Type)，它直接调用了System.Activator.CreateInstance(Type, Boolean)，代码如下

1 public static object CreateInstance(Type type)
2 {
3 return CreateInstance(type, false);
4 }
 

那么这个CreateInstance(Type, Boolean)的实现，是这样的：

1 public static object CreateInstance(Type type, bool nonPublic)
2 {
3 if (type == null)
4 {
5 throw new ArgumentNullException("type");
6 }
7 RuntimeType underlyingSystemType = type.UnderlyingSystemType as RuntimeType;
8 if (underlyingSystemType == null)
9 {
10 throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("Arg_MustBeType"), "type");
11 }
12 return underlyingSystemType.CreateInstanceImpl(!nonPublic);
13 }
14
 

将这段代码简化一下，就是：

1 public static object CreateInstance(Type type, bool nonPublic)
2 {
3 RuntimeType underlyingSystemType = type.UnderlyingSystemType as RuntimeType;
4 return underlyingSystemType.CreateInstanceImpl(!nonPublic);
5 }
6
 

在RuntimeType的CreateInstanceImpl(bool isPublic)中，直接调用了CreateInstanceImpl(bool isPublic, bool skipVisibilityCheck, bool fillCache)，这个函数的实现非常有意思，我先把代码贴出来：

1 internal object CreateInstanceImpl(bool publicOnly, bool skipVisibilityChecks, bool fillCache)
2 {
3 RuntimeTypeHandle typeHandle = this.TypeHandle;
4 ActivatorCache cache = s_ActivatorCache;
5 if (cache != null)
6 {
7 ActivatorCacheEntry entry = cache.GetEntry(this);
8 if (entry != null)
9 {
10 if ((publicOnly && (entry.m_ctor != null)) && ((entry.m_hCtorMethodHandle.GetAttributes() & MethodAttributes.MemberAccessMask) != MethodAttributes.Public))
11 {
12 throw new MissingMethodException(Environment.GetResourceString("Arg_NoDefCTor"));
13 }
14 object obj2 = typeHandle.Allocate();
15 if (entry.m_ctor != null)
16 {
17 if (!skipVisibilityChecks && entry.m_bNeedSecurityCheck)
18 {
19 MethodBase.PerformSecurityCheck(obj2, entry.m_hCtorMethodHandle, this.TypeHandle.Value, 0x10000000);
20 }
21 try
22 {
23 entry.m_ctor(obj2);
24 }
25 catch (Exception exception)
26 {
27 throw new TargetInvocationException(exception);
28 }
29 }
30 return obj2;
31 }
32 }
33 return this.CreateInstanceSlow(publicOnly, fillCache);
34 }
35
 

看起来非常复杂，其实他的实现也也就实现了一个缓存机制：

 

检查缓存中是否存在这个构造器的委托，如果有，就调用自己的typeHandler的Allocate()方法分配内存，然后调用构造器的委托初始化对象
如果没有缓存，就调用CreateInstanceSlow(bool isPublic, bool fillCache)创建对象，并填充缓存
 

好吧继续再看看这个CreateInstanceSlow里面干了什么事情。

照例先贴代码吧：

1 private object CreateInstanceSlow(bool publicOnly, bool fillCache)
2 {
3 RuntimeMethodHandle emptyHandle = RuntimeMethodHandle.EmptyHandle;
4 bool bNeedSecurityCheck = true;
5 bool canBeCached = false;
6 bool noCheck = false;
7 this.CreateInstanceCheckThis();
8 if (!fillCache)
9 {
10 noCheck = true;
11 }
12 object obj2 = RuntimeTypeHandle.CreateInstance(this, publicOnly, noCheck, ref canBeCached, ref emptyHandle, ref bNeedSecurityCheck);
13 if (canBeCached && fillCache)
14 {
15 ActivatorCache cache = s_ActivatorCache;
16 if (cache == null)
17 {
18 cache = new ActivatorCache();
19 Thread.MemoryBarrier();
20 s_ActivatorCache = cache;
21 }
22 ActivatorCacheEntry ace = new ActivatorCacheEntry(this, emptyHandle, bNeedSecurityCheck);
23 Thread.MemoryBarrier();
24 cache.SetEntry(ace);
25 }
26 return obj2;
27 }
28
 

这个函数写的很复杂，其实实现的东西很简单，其一是调用RuntimeTypeHandler.CreateInstance方法创建对象，然后再填充缓存，以加快下次创建对象的速度。

好了，我们现在已经非常接近事实的真相了。让我们从另外一个角度出发，看看CreateInstance<T>()干了什么事情。

第二段 从System.Activator.CreateInstance<T>()开始

这里，我们先看看他的实现：

1 public static T CreateInstance<T>()
2 {
3 bool bNeedSecurityCheck = true;
4 bool canBeCached = false;
5 RuntimeMethodHandle emptyHandle = RuntimeMethodHandle.EmptyHandle;
6 return (T) RuntimeTypeHandle.CreateInstance(typeof(T) as RuntimeType, true, true, ref canBeCached, ref emptyHandle, ref bNeedSecurityCheck);
7 }
8
 

我们忽然就看到了我们熟悉的身影：RuntimeTypeHandler.CreateInstance方法，终于殊途同归啊。。。

也就是说，System.Activator.CreateInstance<T>()相当于调用了CreateInstanceSlow方法（但是没有缓存机制），这应该就是CreateInstance<T>比CreateInstance(Type)慢的主要原因，我们回顾一下这两个方法的时间消耗：

System.Activator.CreateInstance(Type):

 

缓存机制时间消耗
RuntimeTypeHandler.Allocate()内存分配的时间消耗
调用构造器委托初始化数据的时间消耗
 

这里不考虑缓存失败，调用CreateInstanceSlow的情况，因为这个只会发生一次。

System.Activator.CreateInstance(Type):

 

调用RuntimeTypeHandler.CreateInstance的时间消耗
 

在下一篇文章中，我会对这两个函数的性能差异做进一步的分析