我已經使用 .NET 超過十年，優(yōu)化過許多 C# 代碼，并掌握了那些將普通開發(fā)者與高性能工程師區(qū)分開來的微妙細節(jié)。性能優(yōu)化并不依賴于最新的硬件或擴展規(guī)模，而是從一開始就高效地編寫代碼。
以下是我通過經驗總結的 20 個技巧——有些常見，有些則較為冷門。這些技巧將使你的 .NET 應用程序運行得更快，消耗更少的內存，并表現(xiàn)得像企業(yè)級應用。
1. 使用 StringBuilder 替代字符串拼接
許多開發(fā)者常犯的一個經典錯誤是使用 + 或 += 反復拼接字符串。在 C# 中，字符串是不可變的，這意味著每次拼接時都會在內存中創(chuàng)建一個新的字符串對象。相反，使用 StringBuilder：
var sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 10000; i++)
{
sb.Append("Hello ");
}
string result = sb.ToString();
這種方法避免了過多的內存分配和垃圾回收。
2. 避免在性能關鍵路徑中使用 LINQ
LINQ 提高了代碼的可讀性，但可能會引入額外的開銷。例如：
var max = numbers.Max();
這個方法會遍歷集合兩次。相反，可以編寫一個簡單的循環(huán)：
int max = int.MinValue;
foreach (var num in numbers)
{
if (num > max) max = num;
}
在大型數(shù)據(jù)集中，這種微小的優(yōu)化可以帶來顯著的性能提升。
3. 當大小固定時，使用數(shù)組而非 List<T>
列表雖然靈活，但由于動態(tài)調整大小的機制，會引入額外的開銷。如果你知道元素的數(shù)量，可以使用數(shù)組：
int[] numbers = new int[1000];
這消除了動態(tài)調整大小的開銷。
4. 使用 Span<T> 和 Memory<T> 進行高性能處理
如果你正在處理大型數(shù)組或字符串，Span<T> 可以避免不必要的內存分配：
Span<int> span = new int[] { 1, 2, 3, 4 };
這在切片時避免了創(chuàng)建新的數(shù)組。
5. 盡量減少裝箱和拆箱
裝箱和拆箱會導致不必要的堆分配。在處理值類型時，避免使用 object：
object obj = 42; // 裝箱
int num = (int)obj; // 拆箱
相反，使用泛型來保持類型安全并避免性能損失。
6. 使用 Parallel.For 處理 CPU 密集型任務
對于可以并行運行的任務，利用 Parallel.For：
Parallel.For(0, 1000, i => ProcessItem(i));
這可以利用多核 CPU，加快執(zhí)行速度。
7. 在異步代碼中使用 ConfigureAwait(false)
如果不需要返回到 UI 線程，始終使用：
await SomeAsyncMethod().ConfigureAwait(false);
這避免了不必要的上下文切換。
8. 除非是事件處理程序，否則避免使用 async void
使用 async void 會使錯誤處理變得困難。始終返回 Task：
async Task DoWorkAsync() { }
9. 使用 Dictionary<TKey, TValue> 進行快速查找
與其在列表中搜索，不如使用字典進行 O(1) 復雜度的查找：
var dict = new Dictionary<int, string>();
dict[1] = "First";
string value = dict[1];
10. 使用 readonly struct 表示不可變數(shù)據(jù)
為了提高性能，將結構體聲明為 readonly，以避免不必要的復制：
readonly struct Point { public int X { get; } public int Y { get; } }
11. 避免使用異常處理來控制流程
拋出異常的開銷很大。與其這樣：
try { int value = dict[key]; }
catch { }
不如這樣：
if (dict.TryGetValue(key, out int value)) { }
12. 使用 Task.Run 處理后臺任務
如果需要將工作卸載到后臺線程：
await Task.Run(() => ComputeHeavyTask());
13. 使用連接池進行數(shù)據(jù)庫調用
通過在連接字符串中啟用連接池來重用數(shù)據(jù)庫連接：
"Server=myServer;Database=myDB;User Id=myUser;Password=myPass;Pooling=true;"
14. 使用結構體表示小型數(shù)據(jù)模型
如果你有簡單的數(shù)據(jù)類型，使用結構體可以減少堆分配：
struct Employee { public int Id; public string Name; }
15. 使用 stackalloc 分配小型數(shù)組
對于臨時的小型數(shù)組，可以在棧上分配內存：
Span<int> numbers = stackalloc int[10];
16. 使用 ThreadPool 處理短生命周期線程
與其創(chuàng)建新線程，不如使用 ThreadPool：
ThreadPool.QueueUserWorkItem(_ => ProcessData());
17. 使用 GCSettings.LargeObjectHeapCompactionMode 減少內存使用
對于處理大型對象的應用程序，壓縮大對象堆（LOH）以減少碎片：
GCSettings.LargeObjectHeapCompactionMode = GCLargeObjectHeapCompactionMode.CompactOnce;
18. 使用延遲初始化推遲昂貴操作
private static readonly Lazy<MyService> _service = new(() => new MyService());
19. 使用 IAsyncEnumerable<T> 處理流式數(shù)據(jù)
對于大型數(shù)據(jù)集，異步生成數(shù)據(jù)：
async IAsyncEnumerable<int> GetNumbers()
{
for (int i = 0; i < 100; i++)
yield return i;
}
20. 在優(yōu)化之前先進行分析
使用 PerfView 或 dotTrace 等工具找到性能瓶頸，而不是盲目優(yōu)化。
優(yōu)化 .NET 代碼并不依賴于使用最新的框架，而是在日常編碼中做出明智且實用的選擇。
該文章在 2025/3/24 17:58:05 編輯過
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