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20個高效 .NET 開發(fā)技巧:讓你的 C# 代碼飛起來!

admin
2025年3月24日 15:38 本文熱度 464

我已經(jīng)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(jīng)驗總結(jié)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(yīng)用程序運行得更快,消耗更少的內(nèi)存,并表現(xiàn)得像企業(yè)級應(yīng)用。


1. 使用 StringBuilder 替代字符串拼接

許多開發(fā)者常犯的一個經(jīng)典錯誤是使用 + 或 += 反復(fù)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(nèi)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(nèi)存分配和垃圾回收。


2. 避免在性能關(guān)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(diào)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(diào)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(nèi)存分配:

Span<int> span = new int[] { 1234 };

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(dǎo)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(wù)

對于可以并行運行的任務(wù),利用 Parallel.For

Parallel.For(01000, 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(fù)雜度的查找:

var dict = new Dictionary<intstring>();
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(jié)構(gòu)體聲明為 readonly,以避免不必要的復(fù)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(wù)

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(diào)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(nèi)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(nèi)存使用

對于處理大型對象的應(yīng)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<intGetNumbers()
{
    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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