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減少內存的使用能否改善.NET性能嗎?

  • 時間:2019-01-22 10:02
  • 發布:轉載
  • 來源:網絡

通過減少內存使用可以改善.NET性能嗎?

對.NET的性能調優來說,我們有一個普遍被誤解的觀念:規避內存分配的重要性。人們認為,由于內存分配是快速的,因此很少會對性能產生影響。

要理解導致這種誤解的原因,我們必須回到在C++和Visual Basic 4到6中所看到的COM編程時代。對于COM,內存是使用引用計數形式的垃圾回收器進行管理的。每當將一個對象分配給一個引用變量時,就會增加一個隱藏的計數器。如果變量被重新分配或從作用域退出,計數器就會被取消。如果計數器達到0,對象就會被刪除,將內存釋放到其他地方。

這種內存管理系統是“確定的”。通過仔細分析,你可以確定何時刪除一個對象。這意味著你可以自動釋放數據庫連接等資源。而對于.NET而言,你需要一個單獨的機制(例如,銷毀/啟用)以確保非內存資源能夠及時地被釋放。

引用計數垃圾收集器有三個主要的缺點。首先,它們容易受到“循環引用”的影響。如果兩個對象相互引用,即使是間接的,那么引用計數也不可能降為0,這便會導致內存泄漏的發生。我們必須小心地編寫代碼,要么避免循環引用,要么提供某種解構方法以便在當對象不再需要時中斷循環。

工作在多線程環境中時會遇到另一個主要的缺點。為了避免競態條件,某種類型的鎖機制(例如:鎖住、增量、旋鎖等)需要確保重新計數仍然是正確的。這些操作出奇的昂貴。

最后,可用內存位置的列表可能會變成碎片化的,在活動對象之間會產生許多小的、不可用的空間。內存分配通常涉及到遍歷一個有空閑空間的連續鏈表,以便尋找到一個足夠大的位置來滿足需求對象。(內存碎片在.NET中也存在于“大對象堆”或“LOH”。)

相比之下,像.NET或Java那樣將內存分配到一個“標記-清掃”形式的垃圾回收器中,便是一個簡單的指針增量機制。賦值并不比分配一個整數更昂貴。只有當GC實際運行時,才會支付實際成本,而且通常通過使用分代收集器來緩解這種情況。

當.NET剛出現的時候,許多人抱怨.NET的垃圾回收器不確定性的表現將會損害性能并且難以解釋。當時微軟的反駁是,對于大多數用例來說,盡管間歇的GC會暫停,但“標記-清掃”的垃圾回收器實際上會更快。

不幸的是,隨著時間的推移,這條信息變得有些混亂。即使我們接受這樣一種理論,即“標記-清掃”的垃圾回收器速度比引用計數更快,但這并不意味著它在絕對意義上是必須的。內存分配和相關的內存壓力通常是很難檢測性能問題的原因。

而且,使用的內存越多,CPU緩存的效率就越低。雖然主RAM很大,以至于在大多數用例中幾乎不會使用到基于磁盤的虛擬內存,但是相比之下,CPU中的緩存是很小的。從RAM中填充CPU緩存所需的時間可能會占用數十甚至數百個CPU周期。

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