TimeSpan的比较太慢了

本文关键字：比较 TimeSpan | 更新日期: 2023-09-27 17:57:08

最近我遇到了一个奇怪的性能问题。我需要比较周期中的时间间隔与大量迭代。我使用 DateTime.TimeOfDay 属性来比较这些间隔。但是，我发现这些比较与日期时间比较相比非常慢。因此，我必须创建具有 1 年 1 个月和 1 天的日期时间，以加快时间间隔比较。我准备了一个小例子来说明我的意思。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
namespace DatesBenchmark
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Stopwatch sw = new Stopwatch();
            sw.Start();
            DateTime firstDate = DateTime.Now;
            DateTime secondDate = DateTime.Now.AddSeconds(5);
            for (int i = 0; i < 2000000; i++)
            {
                var a = firstDate.TimeOfDay > secondDate.TimeOfDay;
                //var a = firstDate > secondDate;
            }
            sw.Stop();
            Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

我的笔记本电脑上有 15 毫秒（如果第一行被注释）与 176 毫秒（如果第二行为周期被评论）。

我的问题很短。为什么？

TimeSpan的比较太慢了

Calling foo.TimeOfDay 正在这样做：

public TimeSpan TimeOfDay
{
    get
    {
        return new TimeSpan(this.InternalTicks % 864000000000L);
    }
}

通过在 200 万次迭代中访问 2 个DateTime实例上的 TimeOfDay 属性，您将创建 400 万个Timespan实例。然而，这不是最大的开支。

进一步挖掘，您有：

internal long InternalTicks
{
    get
    {
        return (long)(this.dateData & 4611686018427387903uL);
    }
}

因此，您有 400 万个实例化、余数计算、强制转换和&操作。这些都是廉价的操作（"便宜"当然是一个相对术语），但它们的数量加起来。

实际的比较是微不足道的：

public static bool operator >(TimeSpan t1, TimeSpan t2)
{
    return t1._ticks > t2._ticks;
}

在调试模式下编译 OPs 代码，我看到：

  1. 空循环：4 毫秒。
  2. var a = firstDate > secondDate; 6ms（表明它没有优化）
  3. var a = firstDate.TimeOfDay; 40ms
  4. var a = firstDate.TimeOfDay > secondDate.TimeOfDay; 80ms
  5. TimeSpan a = new TimeSpan( ticks ), b = new TimeSpan( ticks ); 7毫秒

在VS 2012中针对该程序运行性能分析，81%的样本来自DateTime.get_TimeOfDay()。

运行 x64，发布模式，启用所有优化：

  1. 空循环：3 毫秒。
  2. var a = firstDate > secondDate; 6 毫秒
  3. var a = firstDate.TimeOfDay; 20ms
  4. var a = firstDate.TimeOfDay > secondDate.TimeOfDay; 40ms
  5. TimeSpan a = new TimeSpan( ticks ), b = new TimeSpan( ticks ); 6毫秒

所以：

  • 微基准测试可能会产生误导（尽管并非毫无用处）。
  • 在确定存在问题之前启用优化。
  • 性能似乎随着优化而翻倍。
  • 有关陈述似乎在任何情况下都没有被优化。
  • 实例化是费用的有形但很小的一部分。
  • 铸件/算术运算占其余费用。
  • 在循环之前将属性值存储在变量中可大大提高性能。

你从不使用a，所以在第二种情况下，编译器可以优化整个语句，因为它不会产生副作用，并且永远不会使用变量。 在第一种情况下，无法确定在日期时间调用的属性不会引起副作用（优化分析不是那么深入），因此需要保留该行。

最重要的是，在确定一天中的时间时至少涉及一些计算（它需要根据一天中的刻度数修改日期时间中的刻度数），这意味着它会更慢，这只是多少的问题。

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