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.NET Core中的性能测试工具BenchmarkDotnet
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Csharp
小笨蛋
发布于:2021年12月25日
更新于:2021年12月25日
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> 原文链接 [https://dotnetcoretutorials.com/2017/12/04/benchmarking-net-core-code-benchmarkdotnet/](https://dotnetcoretutorials.com/2017/12/04/benchmarking-net-core-code-benchmarkdotnet/ "https://dotnetcoretutorials.com/2017/12/04/benchmarking-net-core-code-benchmarkdotnet/") ### 为什么需要性能基准测试? 性能基准测试可以帮助程序员对比2个代码段或者方法的性能,这对于代码重写或者重构来说,可以提供一种很好的量化标准。如果没有性能基准测试,很难想象将方法A改为B方法时候,仅凭肉眼如何区分性能的变化。 ### BenchmarkDotNet ![图片alt](/uploads/images/20211225/132544-f34b0bfd99454fdea03c555695732914.png ''代码片段:Www.CodeSnippet.Cn'') BenchmarkDotNet是一款强力的.NET性能基准测试库, 官网https://benchmarkdotnet.org/ 运行时支持 - NET Framework (4.6+), - .NET Core (2.0+) - Mono - CoreRT。 BenchmarkDotnet为每个被测试的方法提供了孤立的环境, 使用BenchmarkDotnet, 程序员可以很容易的编写各种性能测试方法,并可以避免许多常见的坑。 ### 代码基准测试(Code Benchmarking) 现在我们希望来对比一下`Linq to object`中`First`和`Single`方法的性能 > 虽然我们知道First的性能肯定比Single高, First方法会在查询到第一个满足条件的对象之后就停止集合遍历,而Single找到第一个满足条件的对象之后,不会停止查找,它会去继续查找集合中的剩余对象,直到遍历整个集合或者在集合中找到第二个匹配条件的对象。 这里我们只是为了演示一下如何进行代码基准测试。 为了使用BenchmarkDotNet来进行代码基准测试,我们首先创建一个空的.Net Core控制台程序。 ![图片alt](/uploads/images/20211225/132813-46bc1450dab64dc3915abd34b24f7d30.png ''代码片段:Www.CodeSnippet.Cn'') 然后我们使用Package Manage Console添加BenchmarkDotNet库,或直接NuGet > PM> Install-Package BenchmarkDotNet 然后我们修改Program.cs文件, 代码如下 ```csharp public class Program { public class SingleVsFirst { private readonly List
_haystack = new List
(); private readonly int _haystackSize = 1000000; private readonly string _needle = "needle"; public SingleVsFirst() { //Add a large amount of items to our list. Enumerable.Range(1, _haystackSize).ToList().ForEach(x => _haystack.Add(x.ToString())); //Insert the needle right in the middle. _haystack.Insert(_haystackSize / 2, _needle); } [Benchmark] public string Single() => _haystack.SingleOrDefault(x => x == _needle); [Benchmark] public string First() => _haystack.FirstOrDefault(x => x == _needle); } public static void Main(string[] args) { var summary = BenchmarkRunner.Run
(); Console.ReadLine(); } } ``` 代码解释说明 - 以上代码中`SingleVsFirst`类是一个测试类。 - 测试类中我们生成了一个拥有100万对象的字符串集合。 - 我们在集合的中间位置插入了一个测试字符串,字符串的内容是"needle"。 - 代码中的`Single`和`First`方法,分别调用了`Linq to object`的`SingleOrDefault`和`FirstOrDefault`方法来查询字符串集合中的"needle"字符串。 - 在`Single`和`First`方法上,我们加入`[Benchmark]`特性, 拥有该特性的方法会出现在最后的基准检测报告中。 > 注意: 测试的方法必须是公开的(**public**), 如果把public去掉,程序不会产生任何结果 在运行程序之前,还有一步关键的操作,测试的程序需要使用**Release**模式编译,并且不能附加任何调试器(Debugger) 最终结果 现在我们运行程序,程序产生的最终报告如下 Method | Mean | Error | StdDev | Median ------- |---------:|----------:|---------:|---------: Single | 28.12 ms | 0.9347 ms | 2.697 ms | 28.93 ms First | 13.30 ms | 0.8394 ms | 2.475 ms | 14.48 ms 结果中的第一列Mean表明了2个方法处理的平均响应时间,First比Single快了一倍(这和我们测试字符串放置的位置有关系)。 ### 带测试参数的基准测试(Input Benchmarking) BenchmarkDotNet中我们还可以使用[ParamsSource]参数来指定测试的用例范围。 在上面的代码中,我们测试了匹配字符串在集合中间位置时,First和Single的效率对比,下面我们修改上面的代码,我们希望分别测试匹配字符串在集合头部,尾部以及中间位置时First和Single的效率对比。 ```csharp using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using BenchmarkDotNet.Attributes; using BenchmarkDotNet.Running; namespace BenchmarkExample { public class SingleVsFirst { private readonly List
_haystack = new List
(); private readonly int _haystackSize = 1000000; public List
_needles => new List
{ "StartNeedle", "MiddleNeedle", "EndNeedle" }; public SingleVsFirst() { //Add a large amount of items to our list. Enumerable.Range(1, _haystackSize).ToList().ForEach(x => _haystack.Add(x.ToString())); //One at the start. _haystack.Insert(0, _needles[0]); //One right in the middle. _haystack.Insert(_haystackSize / 2, _needles[1]); //One at the end. _haystack.Insert(_haystack.Count - 1, _needles[2]); } [ParamsSource(nameof(_needles))] public string Needle { get; set; } [Benchmark] public string Single() => _haystack.SingleOrDefault(x => x == Needle); [Benchmark] public string First() => _haystack.FirstOrDefault(x => x == Needle); } class Program { static void Main(string[] args) { var summary = BenchmarkRunner.Run
(); Console.ReadLine(); } } } ``` 代码解释说明 - 我们创建了测试的用例字符串集合_needles - 在构造函数中,我们在字符串集合的头部,中部,尾部分别插入了3个字符串 - 我们添加了一个属性Needle, 表示当前测试的用例,在被测试`Single`和`First`方法中,我们使用属性Needle来匹配 - 在属性Needle上我们加上了参数来源特性[`ParamsSource`], 并设置参数来源是_needles | Method | Needle | Mean | Error | StdDev | Median | |------- |------------- |-----------------:|---------------:|-----------------:|-----------------:| | Single | EndNeedle | 23,266,757.53 ns | 432,206.593 ns | 591,609.263 ns | 23,236,343.07 ns | | First | EndNeedle | 24,984,621.12 ns | 494,223.345 ns | 783,890.599 ns | 24,936,945.21 ns | | Single | MiddleNeedle | 21,379,814.14 ns | 806,253.579 ns | 2,377,256.870 ns | 22,436,101.14 ns | | First | MiddleNeedle | 11,984,519.09 ns | 315,184.021 ns | 924,380.173 ns | 12,233,700.94 ns | | Single | StartNeedle | 23,650,243.23 ns | 599,968.173 ns | 714,219.431 ns | 23,555,402.19 ns | | First | StartNeedle | 89.17 ns | 1.864 ns | 2.732 ns | 89.07 ns 从结果上看 - 当匹配字符串在集合头部的时候,First性能比Single高的多 - 当匹配字符串在集合中部的时候,First性能是比Single的一倍 - 当匹配字符串在集合尾部的时候,First和比Single的性能差不多 ### 加入内存测试 ```csharp [MemoryDiagnoser] public class CsvBenchmarking { [Benchmark(Baseline =true)] public IEnumerable
CSVHelper() { TextReader reader = new StreamReader("import.txt"); var csvReader = new CsvReader(reader); var records = csvReader.GetRecords
(); return records.ToList(); } [Benchmark] public IEnumerable
TinyCsvParser() { CsvParserOptions csvParserOptions = new CsvParserOptions(true, ','); var csvParser = new CsvParser
(csvParserOptions, new CsvAutomobileMapping()); var records = csvParser.ReadFromFile("import.txt", Encoding.UTF8); return records.Select(x => x.Result).ToList(); } } ``` 其中除了[`Benchmark`]特性,我们还在测试类`CsvBenchmarking`上添加了[`MemoryDiagnoser`]特性,该特性会在测试报告中追加,2个方法执行时的内存使用情况。 | Method | Mean | Scaled | Allocated | |-------------- |-----------:|-------:|----------:| | CSVHelper | 1,404.5 ms | 1.00 | 244.39 MB | | TinyCsvParser | 381.6 ms | 0.27 | 32.53 MB | 其中Allocated表明了内存占用情况。 ### 总结 BenchmarkDotNet绝对是.NET开发人员了解代码性能,以及对比代码性能的必备神器。你的项目里用了BenchmarkDotnet了么?
这里⇓感觉得写点什么,要不显得有点空,但还没想好写什么...
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