要編寫高性能的C# 代碼,核心在于理解語言特性并合理利用資源。 1. 在適合的情況下使用結(jié)構(gòu)體代替類,以減少垃圾回收壓力,適用于小數(shù)據(jù)量且生命周期短的對象。 2. 避免頻繁的內(nèi)存分配,特別是在循環(huán)中,推薦使用StringBuilder、Span
寫高性能的C# 代碼,核心在于理解語言特性、合理利用資源、避免常見性能陷阱。下面是一些實(shí)際開發(fā)中值得遵循的最佳實(shí)踐。

使用結(jié)構(gòu)體代替類(在合適的時候)
對于小數(shù)據(jù)量且生命周期短的對象,使用struct
比class
更高效。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)體是值類型,默認(rèn)分配在棧上,減少了垃圾回收的壓力。

- 如果對象不需要繼承、不包含復(fù)雜邏輯、實(shí)例數(shù)量多,優(yōu)先考慮結(jié)構(gòu)體。
- 注意不要將結(jié)構(gòu)體做得太大,否則會增加復(fù)制開銷。
- 避免頻繁裝箱拆箱操作,尤其是在集合中使用結(jié)構(gòu)體時。
例如:
public struct Point { public int X; public int Y; }
這種結(jié)構(gòu)比類更適合某些場景,比如圖形計(jì)算或大量點(diǎn)數(shù)據(jù)處理。

減少不必要的內(nèi)存分配
頻繁的堆內(nèi)存分配會導(dǎo)致GC 壓力增大,影響性能。特別是在循環(huán)和高頻調(diào)用的方法中,應(yīng)盡量避免創(chuàng)建臨時對象。
一些常見做法包括:
- 緩存對象:如使用
StringBuilder
替代字符串拼接。 - 使用
Span<T>
和Memory<T>
來減少堆分配。 - 對集合進(jìn)行預(yù)分配容量,比如
new List<int>(initialCapacity)
。 - 避免在循環(huán)中創(chuàng)建委托或閉包。
例如:
var sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < 100; i ) { sb.Append(i); } string result = sb.ToString(); // 只有一次分配
這樣比每次拼接字符串都要生成新對象要高效得多。
利用異步編程優(yōu)化I/O 性能
C# 的async/await
是提升程序響應(yīng)性和吞吐量的關(guān)鍵。尤其在處理網(wǎng)絡(luò)請求、文件讀寫等I/O 操作時,使用異步方式可以顯著減少線程阻塞。
- 盡量使用
HttpClient
、FileStream
等支持異步的API。 - 避免使用
.Result
或.Wait()
,這可能導(dǎo)致死鎖或降低并發(fā)能力。 - 合理使用
ConfigureAwait(false)
,防止上下文切換帶來的額外開銷。
示例:
public async Task<string> DownloadPageAsync(string url) { using var client = new HttpClient(); return await client.GetStringAsync(url).ConfigureAwait(false); }
這樣可以在不阻塞主線程的情況下完成遠(yuǎn)程請求。
合理使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)和Span 操作
對于性能敏感的代碼路徑,可以使用MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)
來提示JIT 編譯器進(jìn)行內(nèi)聯(lián)優(yōu)化。
此外, Span<T>
提供了對內(nèi)存的高效訪問方式,適用于數(shù)組切片、緩沖區(qū)處理等場景,避免了不必要的拷貝。
例如:
[MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)] private int Add(int a, int b) => ab;
這個方法會被盡可能地內(nèi)聯(lián),節(jié)省函數(shù)調(diào)用開銷。
基本上就這些。雖然每項(xiàng)技巧看起來都不復(fù)雜,但組合起來能在大規(guī)模應(yīng)用中帶來明顯性能提升。
以上是編寫高性能C#代碼的最佳實(shí)踐的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章!

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自定義特性(CustomAttributes)是C#中用于向代碼元素附加元數(shù)據(jù)的機(jī)制,其核心作用是通過繼承System.Attribute類來定義,并在運(yùn)行時通過反射讀取,實(shí)現(xiàn)如日志記錄、權(quán)限控制等功能。具體包括:1.CustomAttributes是聲明性信息,以特性類形式存在,常用于標(biāo)記類、方法等;2.創(chuàng)建時需定義繼承自Attribute的類,并用AttributeUsage指定應(yīng)用目標(biāo);3.應(yīng)用后可通過反射獲取特性信息,例如使用Attribute.GetCustomAttribute();

在C#中設(shè)計(jì)不可變對象和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的核心是確保對象創(chuàng)建后狀態(tài)不可修改,從而提升線程安全性和減少狀態(tài)變化導(dǎo)致的bug。1.使用readonly字段并配合構(gòu)造函數(shù)初始化,確保字段僅在構(gòu)造時賦值,如Person類所示;2.對集合類型進(jìn)行封裝,使用ReadOnlyCollection或ImmutableList等不可變集合接口,防止外部修改內(nèi)部集合;3.使用record簡化不可變模型定義,默認(rèn)生成只讀屬性和構(gòu)造函數(shù),適合數(shù)據(jù)建模;4.創(chuàng)建不可變集合操作時推薦使用System.Collections.Imm

處理大量數(shù)據(jù)時,C#可通過流式處理、并行異步和合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效。1.使用流式處理逐條或分批讀取,如StreamReader或EFCore的AsAsyncEnumerable,避免內(nèi)存溢出;2.合理使用并行(Parallel.ForEach/PLINQ)與異步(async/await Task.Run),控制并發(fā)數(shù)量并注意線程安全;3.選擇高效數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(如Dictionary、HashSet)和序列化庫(如System.Text.Json、MessagePack),減少查找時間和序列化開銷。

反射是C#中用于運(yùn)行時動態(tài)分析和修改程序結(jié)構(gòu)的功能,核心作用包括獲取類型信息、動態(tài)創(chuàng)建對象、調(diào)用方法及檢查程序集。常見應(yīng)用場景有:1.自動綁定數(shù)據(jù)模型,如將字典數(shù)據(jù)映射到類實(shí)例;2.實(shí)現(xiàn)插件系統(tǒng),通過加載外部DLL并調(diào)用其接口;3.支持自動化測試與日志記錄,如執(zhí)行特定特性方法或自動記錄日志。使用時需注意性能開銷、封裝性破壞和調(diào)試?yán)щy等問題,優(yōu)化方式包括緩存類型信息、使用委托提高調(diào)用效率及生成IL代碼等。合理利用反射可提升系統(tǒng)的靈活性與通用性。

在ASP.NETCore中創(chuàng)建自定義中間件,可通過編寫類并注冊實(shí)現(xiàn)。1.創(chuàng)建包含InvokeAsync方法的類,處理HttpContext和RequestDelegatenext;2.在Program.cs中使用UseMiddleware注冊。中間件適用于日志記錄、性能監(jiān)控、異常處理等通用操作,與MVC過濾器不同,其作用于整個應(yīng)用,不依賴控制器。合理使用中間件可提升結(jié)構(gòu)靈活性,但應(yīng)避免影響性能。

寫好C#代碼的關(guān)鍵在于可維護(hù)性和可測試性。合理劃分職責(zé),遵循單一職責(zé)原則(SRP),將數(shù)據(jù)訪問、業(yè)務(wù)邏輯和請求處理分別由Repository、Service和Controller承擔(dān),提升結(jié)構(gòu)清晰度和測試效率。多用接口和依賴注入(DI),便于替換實(shí)現(xiàn)、擴(kuò)展功能和進(jìn)行模擬測試。單元測試應(yīng)隔離外部依賴,使用Mock工具驗(yàn)證邏輯,確??焖俜€(wěn)定執(zhí)行。規(guī)范命名和拆分小函數(shù),提高可讀性和維護(hù)效率。堅(jiān)持結(jié)構(gòu)清晰、職責(zé)分明、測試友好的原則,能顯著提升開發(fā)效率和代碼質(zhì)量。

使用LINQ時應(yīng)遵循以下要點(diǎn):1.在聲明式數(shù)據(jù)操作如過濾、轉(zhuǎn)換或聚合數(shù)據(jù)時優(yōu)先使用LINQ,避免在有副作用或性能關(guān)鍵的場景強(qiáng)制使用;2.理解延遲執(zhí)行特性,源集合修改可能導(dǎo)致意外結(jié)果,需根據(jù)需求選擇延遲或立即執(zhí)行;3.注意性能與內(nèi)存開銷,鏈?zhǔn)秸{(diào)用可能產(chǎn)生中間對象,性能敏感代碼可改用循環(huán)或Span;4.保持查詢簡潔易讀,復(fù)雜邏輯拆分為多個步驟,避免過度嵌套和混合多種操作。

泛型約束用于限制類型參數(shù)以確保特定行為或繼承關(guān)系,協(xié)變則允許子類型轉(zhuǎn)換。例如,whereT:IComparable確保T可比較;協(xié)變?nèi)鏘Enumerable允許IEnumerable轉(zhuǎn)為IEnumerable,但僅限讀取,不可修改。常見約束包括class、struct、new()、基類和接口,多約束用逗號分隔;協(xié)變需用out關(guān)鍵字且只適用于接口和委托,與逆變(in關(guān)鍵字)不同。注意協(xié)變不支持類,不能隨意轉(zhuǎn)換,且約束影響靈活性。
