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[] { 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(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(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(fù)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(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<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。