परिचय: मैं C # में उच्च-प्रदर्शन कोड लिखता हूं। हां, मुझे पता है कि C ++ मुझे बेहतर अनुकूलन देगा, लेकिन मैं अभी भी C # का उपयोग करना चाहता हूं। मैं उस पसंद पर बहस नहीं करना चाहता। बल्कि, मैं उन लोगों से सुनना चाहूंगा, जो मेरी तरह, .NET फ्रेमवर्क पर उच्च-प्रदर्शन कोड लिखने की कोशिश कर रहे हैं।
प्रशन:
- समतुल्य विधि कॉल की तुलना में कोड क्यों धीमा है?
- जिस कोड में दो डबल्स होते हैं, उसके समतुल्य विधि से तेजी से नीचे कोड में दो डबल्स पास करने की विधि क्यों है? (ए: पुराने JITs खराब तरीके से संरचना का अनुकूलन करते हैं)
- क्या नेट जेआईटी कंपाइलर को सरल तरीके से संरचना के सदस्यों के रूप में कुशलतापूर्वक व्यवहार करने का एक तरीका है? (ए: नई जेआईटी प्राप्त करें)
मुझे क्या लगता है मुझे पता है: मूल .NET JIT कम्पाइलर एक संरचना को शामिल करने वाली किसी भी चीज़ को इनलाइन नहीं करेगा। विचित्र दी गई संरचना का उपयोग केवल वहीं किया जाना चाहिए जहां आपको छोटे मूल्य प्रकारों की आवश्यकता होती है जिन्हें बिल्ट-इन की तरह अनुकूलित किया जाना चाहिए, लेकिन यह सच है। सौभाग्य से, .NET 3.5SP1 और .NET 2.0SP2 में, उन्होंने जेआईटी ऑप्टिमाइज़र में कुछ सुधार किए, जिसमें इनलाइनिंग में सुधार शामिल है, विशेष रूप से संरचनाओं के लिए। (मैं अनुमान लगा रहा हूं कि उन्होंने ऐसा इसलिए किया क्योंकि अन्यथा वे जिस नए कॉम्प्लेक्स स्ट्रक्चर की शुरुआत कर रहे थे, वह बहुत ही खराब था ... इसलिए कॉम्प्लेक्स टीम शायद JIT ऑप्टीमाइजर टीम पर भारी पड़ रही थी।) इसलिए, .NET 3.5 SP1 से पहले कोई भी दस्तावेज शायद है। इस मुद्दे के लिए भी प्रासंगिक नहीं है।
मेरा परीक्षण क्या दिखाता है: मैंने सत्यापित किया है कि मेरे पास नया JIT ऑप्टिमाइज़र है जो C: \ Windows \ Microsoft.NET \ Framework \ v2.0.50727 \ mscorwks.dll फ़ाइल की जाँच करके संस्करण> = 3053 है और इसलिए उन सुधारों को करना चाहिए " JIT अनुकूलक के लिए। हालाँकि, इसके साथ भी, मेरी टाइमिंग और डिसएडफास्ट में दिख रहे दोनों शो क्या हैं:
दो युगल के साथ एक संरचना पारित करने के लिए JIT- निर्मित कोड उस कोड की तुलना में बहुत कम कुशल है जो सीधे दो युगल पास करता है।
JIT- निर्मित कोड एक संरचनात्मक विधि के लिए 'इस' में कहीं अधिक कुशलता से गुजरता है अगर आपने एक तर्क के रूप में एक संरचना पारित की।
JIT अभी भी बेहतर ढंग से सुधरता है अगर आप दो डबल्स के साथ एक स्ट्रक्चर पास करने के बजाय दो डबल्स पास करते हैं, यहां तक कि मल्टीपियर के साथ लूप में स्पष्ट रूप से होने के कारण।
टाइमिंग: दरअसल, डिस्सैस को देखकर मुझे एहसास होता है कि लूप में ज्यादातर समय टेस्ट डेटा को लिस्ट से बाहर निकालने का होता है। यदि आप लूप के ओवरहेड कोड और डेटा तक पहुंचने के कारक हैं, तो एक ही कॉल करने के चार तरीकों के बीच अंतर नाटकीय रूप से अलग है। मुझे PlusEqual (तत्व) के बजाय PlusEqual (डबल, डबल) करने के लिए 5x से 20x स्पीडअप तक कहीं भी मिलता है। और ऑपरेटर + = के बजाय PlusEqual (डबल, डबल) करने के लिए 10x से 40x। वाह। उदास।
यहाँ समय का एक सेट है:
Populating List<Element> took 320ms.
The PlusEqual() method took 105ms.
The 'same' += operator took 131ms.
The 'same' -= operator took 139ms.
The PlusEqual(double, double) method took 68ms.
The do nothing loop took 66ms.
The ratio of operator with constructor to method is 124%.
The ratio of operator without constructor to method is 132%.
The ratio of PlusEqual(double,double) to PlusEqual(Element) is 64%.
If we remove the overhead time for the loop accessing the elements from the List...
The ratio of operator with constructor to method is 166%.
The ratio of operator without constructor to method is 187%.
The ratio of PlusEqual(double,double) to PlusEqual(Element) is 5%.
कोड:
namespace OperatorVsMethod
{
public struct Element
{
public double Left;
public double Right;
public Element(double left, double right)
{
this.Left = left;
this.Right = right;
}
public static Element operator +(Element x, Element y)
{
return new Element(x.Left + y.Left, x.Right + y.Right);
}
public static Element operator -(Element x, Element y)
{
x.Left += y.Left;
x.Right += y.Right;
return x;
}
/// <summary>
/// Like the += operator; but faster.
/// </summary>
public void PlusEqual(Element that)
{
this.Left += that.Left;
this.Right += that.Right;
}
/// <summary>
/// Like the += operator; but faster.
/// </summary>
public void PlusEqual(double thatLeft, double thatRight)
{
this.Left += thatLeft;
this.Right += thatRight;
}
}
[TestClass]
public class UnitTest1
{
[TestMethod]
public void TestMethod1()
{
Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();
// Populate a List of Elements to multiply together
int seedSize = 4;
List<double> doubles = new List<double>(seedSize);
doubles.Add(2.5d);
doubles.Add(100000d);
doubles.Add(-0.5d);
doubles.Add(-100002d);
int size = 2500000 * seedSize;
List<Element> elts = new List<Element>(size);
stopwatch.Reset();
stopwatch.Start();
for (int ii = 0; ii < size; ++ii)
{
int di = ii % seedSize;
double d = doubles[di];
elts.Add(new Element(d, d));
}
stopwatch.Stop();
long populateMS = stopwatch.ElapsedMilliseconds;
// Measure speed of += operator (calls ctor)
Element operatorCtorResult = new Element(1d, 1d);
stopwatch.Reset();
stopwatch.Start();
for (int ii = 0; ii < size; ++ii)
{
operatorCtorResult += elts[ii];
}
stopwatch.Stop();
long operatorCtorMS = stopwatch.ElapsedMilliseconds;
// Measure speed of -= operator (+= without ctor)
Element operatorNoCtorResult = new Element(1d, 1d);
stopwatch.Reset();
stopwatch.Start();
for (int ii = 0; ii < size; ++ii)
{
operatorNoCtorResult -= elts[ii];
}
stopwatch.Stop();
long operatorNoCtorMS = stopwatch.ElapsedMilliseconds;
// Measure speed of PlusEqual(Element) method
Element plusEqualResult = new Element(1d, 1d);
stopwatch.Reset();
stopwatch.Start();
for (int ii = 0; ii < size; ++ii)
{
plusEqualResult.PlusEqual(elts[ii]);
}
stopwatch.Stop();
long plusEqualMS = stopwatch.ElapsedMilliseconds;
// Measure speed of PlusEqual(double, double) method
Element plusEqualDDResult = new Element(1d, 1d);
stopwatch.Reset();
stopwatch.Start();
for (int ii = 0; ii < size; ++ii)
{
Element elt = elts[ii];
plusEqualDDResult.PlusEqual(elt.Left, elt.Right);
}
stopwatch.Stop();
long plusEqualDDMS = stopwatch.ElapsedMilliseconds;
// Measure speed of doing nothing but accessing the Element
Element doNothingResult = new Element(1d, 1d);
stopwatch.Reset();
stopwatch.Start();
for (int ii = 0; ii < size; ++ii)
{
Element elt = elts[ii];
double left = elt.Left;
double right = elt.Right;
}
stopwatch.Stop();
long doNothingMS = stopwatch.ElapsedMilliseconds;
// Report results
Assert.AreEqual(1d, operatorCtorResult.Left, "The operator += did not compute the right result!");
Assert.AreEqual(1d, operatorNoCtorResult.Left, "The operator += did not compute the right result!");
Assert.AreEqual(1d, plusEqualResult.Left, "The operator += did not compute the right result!");
Assert.AreEqual(1d, plusEqualDDResult.Left, "The operator += did not compute the right result!");
Assert.AreEqual(1d, doNothingResult.Left, "The operator += did not compute the right result!");
// Report speeds
Console.WriteLine("Populating List<Element> took {0}ms.", populateMS);
Console.WriteLine("The PlusEqual() method took {0}ms.", plusEqualMS);
Console.WriteLine("The 'same' += operator took {0}ms.", operatorCtorMS);
Console.WriteLine("The 'same' -= operator took {0}ms.", operatorNoCtorMS);
Console.WriteLine("The PlusEqual(double, double) method took {0}ms.", plusEqualDDMS);
Console.WriteLine("The do nothing loop took {0}ms.", doNothingMS);
// Compare speeds
long percentageRatio = 100L * operatorCtorMS / plusEqualMS;
Console.WriteLine("The ratio of operator with constructor to method is {0}%.", percentageRatio);
percentageRatio = 100L * operatorNoCtorMS / plusEqualMS;
Console.WriteLine("The ratio of operator without constructor to method is {0}%.", percentageRatio);
percentageRatio = 100L * plusEqualDDMS / plusEqualMS;
Console.WriteLine("The ratio of PlusEqual(double,double) to PlusEqual(Element) is {0}%.", percentageRatio);
operatorCtorMS -= doNothingMS;
operatorNoCtorMS -= doNothingMS;
plusEqualMS -= doNothingMS;
plusEqualDDMS -= doNothingMS;
Console.WriteLine("If we remove the overhead time for the loop accessing the elements from the List...");
percentageRatio = 100L * operatorCtorMS / plusEqualMS;
Console.WriteLine("The ratio of operator with constructor to method is {0}%.", percentageRatio);
percentageRatio = 100L * operatorNoCtorMS / plusEqualMS;
Console.WriteLine("The ratio of operator without constructor to method is {0}%.", percentageRatio);
percentageRatio = 100L * plusEqualDDMS / plusEqualMS;
Console.WriteLine("The ratio of PlusEqual(double,double) to PlusEqual(Element) is {0}%.", percentageRatio);
}
}
}
आईएल: (उर्फ। उपरोक्त में से कुछ क्या संकलित हैं)
public void PlusEqual(Element that)
{
00000000 push ebp
00000001 mov ebp,esp
00000003 push edi
00000004 push esi
00000005 push ebx
00000006 sub esp,30h
00000009 xor eax,eax
0000000b mov dword ptr [ebp-10h],eax
0000000e xor eax,eax
00000010 mov dword ptr [ebp-1Ch],eax
00000013 mov dword ptr [ebp-3Ch],ecx
00000016 cmp dword ptr ds:[04C87B7Ch],0
0000001d je 00000024
0000001f call 753081B1
00000024 nop
this.Left += that.Left;
00000025 mov eax,dword ptr [ebp-3Ch]
00000028 fld qword ptr [ebp+8]
0000002b fadd qword ptr [eax]
0000002d fstp qword ptr [eax]
this.Right += that.Right;
0000002f mov eax,dword ptr [ebp-3Ch]
00000032 fld qword ptr [ebp+10h]
00000035 fadd qword ptr [eax+8]
00000038 fstp qword ptr [eax+8]
}
0000003b nop
0000003c lea esp,[ebp-0Ch]
0000003f pop ebx
00000040 pop esi
00000041 pop edi
00000042 pop ebp
00000043 ret 10h
public void PlusEqual(double thatLeft, double thatRight)
{
00000000 push ebp
00000001 mov ebp,esp
00000003 push edi
00000004 push esi
00000005 push ebx
00000006 sub esp,30h
00000009 xor eax,eax
0000000b mov dword ptr [ebp-10h],eax
0000000e xor eax,eax
00000010 mov dword ptr [ebp-1Ch],eax
00000013 mov dword ptr [ebp-3Ch],ecx
00000016 cmp dword ptr ds:[04C87B7Ch],0
0000001d je 00000024
0000001f call 75308159
00000024 nop
this.Left += thatLeft;
00000025 mov eax,dword ptr [ebp-3Ch]
00000028 fld qword ptr [ebp+10h]
0000002b fadd qword ptr [eax]
0000002d fstp qword ptr [eax]
this.Right += thatRight;
0000002f mov eax,dword ptr [ebp-3Ch]
00000032 fld qword ptr [ebp+8]
00000035 fadd qword ptr [eax+8]
00000038 fstp qword ptr [eax+8]
}
0000003b nop
0000003c lea esp,[ebp-0Ch]
0000003f pop ebx
00000040 pop esi
00000041 pop edi
00000042 pop ebp
00000043 ret 10h