Wie wirken sich dynamische Variablen in C# auf die Leistung aus?

Auswirkungen dynamischer C#-Variablen auf die Leistung

Dynamische Variablen in C# können sich auf die Leistung auswirken und Bedenken hinsichtlich des Umfangs der Neukompilierung, die sie auslösen, und ihrer Auswirkungen auf die Leistung aufkommen lassen.

Compilerverhalten für dynamische Variablen

Um es klarzustellen: Der Compiler kompiliert nicht die gesamte Methode mit dynamischen Variablen neu. Stattdessen generiert der Compiler ein dynamisches Call-Site-Objekt für jeden dynamischen Ausdruck, der im Code vorkommt.

Dynamisches Aufruf-Site-Objekt

Diese dynamischen Aufruf-Site-Objekte enthalten Informationen über den ausgeführten Vorgang. Wenn wir beispielsweise den Ausdruck d1.Foo() haben, erstellt der Compiler ein dynamisches Call-Site-Objekt, das einen Aufruf der Foo-Methode für das von d1 referenzierte Objekt darstellt.

Dynamic Language Runtime (DLR)

Beim Ausführen eines dynamischen Ausdrucks fragt der DLR, ob das betroffene Objekt über besondere Fähigkeiten verfügt, z. B. ob es sich um ein COM-Objekt oder ein Iron Python-Objekt handelt. Wenn nicht, behandelt der DLR es als normales C#-Objekt.

C#-Compiler-Aufruf

Für gewöhnliche C#-Objekte verwendet der DLR eine vereinfachte Version des C#-Compilers, um den Typ des Objekts und die aufgerufene Methode zu analysieren. Der Compiler erstellt einen Ausdrucksbaum, der die Operation darstellt, und übergibt ihn an das DLR zurück.

Caching und IL-Generierung

Der DLR speichert Ausdrucksbäume im Cache, um in Zukunft denselben Vorgang für Objekte desselben Typs auszuführen. Wenn ein Cache-Treffer auftritt, kompiliert der DLR den zwischengespeicherten Ausdrucksbaum in IL und ruft den generierten Delegaten direkt auf, wobei die Compiler-Analyse umgangen wird.

Auswirkungen auf die Leistung

Dieser Prozess führt zu einem Mehraufwand für jeden angetroffenen dynamischen Ausdruck. Der Overhead macht sich am deutlichsten bemerkbar, wenn dynamische Vorgänge häufig ausgeführt werden, insbesondere beim Umgang mit Objekten unterschiedlichen Typs.

Benchmark-Ergebnisse

Der in der Frage bereitgestellte Beispielcode veranschaulicht den erheblichen Leistungseinbruch, der durch dynamische Variablen verursacht wird. Die Verwendung dynamischer Variablen in einer einfachen for-Schleife kann die Ausführung im Vergleich zur Verwendung von int-Variablen um zwei Größenordnungen verlangsamen.

Fazit

Während dynamische Variablen Flexibilität bieten, ist es wichtig, sich ihrer Auswirkungen auf die Leistung bewusst zu sein. In Szenarien, in denen die Codeleistung von entscheidender Bedeutung ist, wird empfohlen, den übermäßigen Einsatz dynamischer Variablen zu vermeiden oder die Verwendung statisch typisierter Alternativen in Betracht zu ziehen.

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