Instantiating một biến nếu null

Question

if (x == null) x = new X(); 

so

x = x ?? new X(); 

nào trong hai số đó là thực sự performant hơn? một khi biên dịch họ có hiệu quả gió lên như điều tương tự (x = x; sẽ là một NO-OP như là một kết quả)?

Answer 1

Nhìn vào mã ngôn ngữ trung gian có sự khác biệt:

.method private hidebysig instance void Method1() cil managed 
{ 
    .maxstack 8 
    L_0000: ldarg.0 
    L_0001: ldfld class X Program::x 
    L_0006: brtrue.s L_0013 
    L_0008: ldarg.0 
    L_0009: newobj instance void X::.ctor() 
    L_000e: stfld class X Program::x 
    L_0013: ret 
} 

.method private hidebysig instance void Method2() cil managed 
{ 
    .maxstack 8 
    L_0000: ldarg.0 
    L_0001: ldarg.0 
    L_0002: ldfld class X Program::x 
    L_0007: dup 
    L_0008: brtrue.s L_0010 
    L_000a: pop 
    L_000b: newobj instance void X::.ctor() 
    L_0010: stfld class X Program::x 
    L_0015: ret 
} 

Dưới đây là đoạn code tôi biên soạn để có được điều này:

void Method1() 
{ 
    if (x == null) x = new X(); 
} 

void Method2() 
{ 
    x = x ?? new X(); 
} 

Để chắc chắn đó là nhanh hơn bạn nên thời gian cả.

 
Method  Initial condition Iterations per second 
--------------------------------------------------- 
NullCheck x is null   33 million 
Coalesce x is null   33 million 
NullCheck x is not null  40 million 
Coalesce x is not null  33 million 

Kết luận:

• Họ là như nhau trong trường hợp này, nơi các giá trị ban đầu null.
• Phương pháp sử dụng câu lệnh if nhanh hơn đáng kể so với toán tử kết hợp rỗng khi x không phải là null.

Sự khác biệt khi x là không vẻ rỗng như nó có thể là do các nhà điều hành coalescing rỗng gán giá trị của x trở lại x (stfld trong IL), trong khi việc kiểm tra null nhảy qua các hướng dẫn stfld khi x là có giá trị.

Cả hai quá nhanh đến nỗi bạn phải có một vòng lặp chặt chẽ rất để nhận thấy sự khác biệt. Bạn chỉ nên thực hiện các loại tối ưu hóa hiệu suất này nếu bạn đã lược tả mã của mình với dữ liệu của mình. Các tình huống khác nhau, các phiên bản khác nhau của .NET, các trình biên dịch khác nhau, v.v. có thể tạo ra các kết quả khác nhau.

Trong trường hợp ai đó muốn biết làm thế nào tôi có những kết quả hoặc sao chép chúng, đây là đoạn code tôi sử dụng:

using System; 

class X { } 

class Program 
{ 
    private X x; 

    private X xNull = null; 
    private X xNotNull = new X(); 

    private void Method1Null() 
    { 
     x = xNull; 
     if (x == null) x = xNotNull; 
    } 

    private void Method2Null() 
    { 
     x = xNull; 
     x = x ?? xNotNull; 
    } 

    private void Method1NotNull() 
    { 
     x = xNotNull; 
     if (x == null) x = xNotNull; 
    } 

    private void Method2NotNull() 
    { 
     x = xNotNull; 
     x = x ?? xNotNull; 
    } 

    private const int repetitions = 1000000000; 

    private void Time(Action action) 
    { 
     DateTime start = DateTime.UtcNow; 
     for (int i = 0; i < repetitions; ++i) 
     { 
      action(); 
     } 
     DateTime end = DateTime.UtcNow; 
     Console.WriteLine(repetitions/(end - start).TotalSeconds); 
    } 

    private void Run() 
    { 
     Time(() => { Method1Null(); }); 
     Time(() => { Method2Null(); }); 
     Time(() => { Method1NotNull(); }); 
     Time(() => { Method2NotNull(); }); 
     Console.WriteLine("Finished"); 
     Console.ReadLine(); 
    } 

    private static void Main() 
    { 
     new Program().Run(); 
    } 
} 

Disclaimer: Không có điểm chuẩn là hoàn hảo, và bechmark đây là xa từ hoàn hảo, chủ yếu để giữ mọi thứ đơn giản. Tôi đã chạy nhiều thử nghiệm khác nhau, ví dụ: với các phương pháp theo thứ tự khác nhau, có và không có "khởi động" đầu tiên, qua các khoảng thời gian khác nhau, v.v ... tôi nhận được kết quả gần như giống nhau mỗi lần. Tôi không có bất cứ điều gì để chứng minh một cách này hay cách khác vì vậy bất kỳ sự thiên vị nào ưu tiên một phương pháp hay phương pháp khác là ngẫu nhiên.

Answer 2

Tôi sẽ không lo lắng về việc tối ưu hóa sớm này. Tôi chắc rằng các nhà thiết kế của trình biên dịch C# đủ thông minh để làm điều này cho bạn.

Answer 3

Không có interresting hiệu suất khác biệt tại tất cả. Điều quan trọng nhất là if (x == null) x = new X(); là dễ đọc hơn nhiều.

Để trả lời câu hỏi ban đầu của bạn: trình biên dịch thông minh, tối ưu hóa sẽ biên dịch x = x ?? new X() theo cùng cách như if (x == null) x = new X();.

Do đó, hãy để tối ưu hóa vi mô trên trình biên dịch và tập trung vào khả năng đọc và làm rõ mã.

---

Cập nhật: Để tìm hiểu thêm về các hoạt động tối ưu hóa đọc this article on wikipedia và sau đó, trong sự tôn trọng bản chất của câu hỏi của bạn, Google cho “premature optimization is the root of all evil”.

Answer 4

Như những người khác đã đề cập, sự khác biệt hiệu suất giữa hai không phải là khác nhau, tuy nhiên có một sự khác biệt quan trọng giữa hai, mặc dù nó không phải như vậy rõ ràng từ ví dụ của bạn.

if (x == null) x = new X(); tạo điều kiện chạy tiềm năng trong đó x có thể được tạo mới bằng một chuỗi khác giữa kiểm tra giá trị rỗng và tạo, do đó mất đối tượng.

x = x ?? new X(); tạo bản sao của biến đầu tiên, do đó không có điều kiện chủng tộc tiềm năng nào.

Đây là vấn đề trong trường hợp bạn đang tham chiếu đối tượng. Ví dụ:

if (x != null) x.DoSomething(); // this can cause a null reference exception 
           // if another thread nulls x between the check 
           // and the call to DoSomething() 

(x = x ?? new X()).DoSomething()  // this should be fine.