.Net Core에서 프로그램 성능을 향상시키기 위해 ref 및 Span을 사용하는 방법에 대한 구현 코드

이 글에서는 프로그램 성능 향상을 위해 .NetC에서 ref와 Span

을 사용하는 간단한 구현 코드를 주로 소개합니다.

1. 서문

사실 ref에 관해서는 많은 학생들이 이미 알고 있는 내용입니다. C# 7.0의 언어 기능입니다. 개발에 사용되는 것은 직원이 로컬 변수 참조
및 값 참조를 반환하는 메커니즘을 제공합니다. Span은 ref 구문을 기반으로 하는 복잡한 데이터 유형

이기도 합니다. 기사 후반부에는 이를 사용하는 방법을 보여주는 예제가 있습니다.

2. Ref 키워드

ref든 out key든 이해하고 조작하기 어려운 언어 기능입니다. C 언어

는 연산 포인터와 동일하기 때문에 이러한 고급 구문은 항상 부작용을 가져오지만 이것이 아무 것도 아니라고 생각하며 모든 C# 개발자가 이에 대해 깊이 이해할 필요는 없습니다. 내부 운영 메커니즘은 아무리 복잡해도 사람들에게 자유 선택만을 제공할 뿐이라고 생각합니다. 위험과 유연성은 항상 양립할 수 없습니다.

참조와 포인터의 유사성을 설명하기 위해 몇 가지 예를 살펴보겠습니다. 물론 C# 7.0 이전에는 다음과 같은 사용 방법을 사용할 수 있습니다.

public static void IncrementByRef(ref int x)
{
 x++;
}
public unsafe static void IncrementByPointer(int* x)
{
 (*x)++;
}

위의 두 함수ref 포인터와 안전하지 않은

포인터를 각각 사용하여 매개변수 +1을 완성하세요.

int i = 30;
IncrementByRef(ref i);
// i = 31
unsafe{
 IncrementByPointer(&i);
}
// i = 32

다음은 C# 7.0에서 제공하는 기능입니다.

1.ref locals(로컬 변수 참조)

int i = 42;
ref var x = ref i;
x = x + 1;
// i = 43

이 예에서는 로컬 i 변수입니다. 참조 x는 x 값이 변경되면 i 변수의 값도 변경됩니다.

2.ref returns(반환 값 참조)

ref return은 C# 7의 강력한 기능입니다. 다음 코드는 가장 효과적인 특성을 반영하여 이 함수는 int에 의해 반환된

배열의 항목에 대한 참조를 제공합니다.

public static ref int GetArrayRef(int[] items, int index) => ref items[index];

는 참조 값이 있을 때 배열의 항목에 대한 참조를 얻습니다. 변경되면 배열도 그에 따라 변경됩니다.

3. Span

System.Span은 System.Memory의 .Net Core 코어의 일부입니다.dl

l 어셈블리 아래. 이 기능은 현재 독립적이며 향후 CoreFx에 통합될 수 있습니다.

사용 방법은 무엇입니까? 다음 NuGet 패키지는 .Net Core 2.0 SDK에서 생성된 프로젝트에서 참조됩니다.

 <ItemGroup>
 <PackageReference Include="System.Memory" Version="4.4.0-preview1-25305-02" />
 <PackageReference Include="System.Runtime.CompilerServices.Unsafe" Version="4.4.0-preview1-25305-02" />
 </ItemGroup>

위에서 단일 값 객체그렇군요. 기본적으로 포인터 작동은 .NET 시스템에서 좋은 이벤트로 간주되지 않습니다. 물론 .NET은 단일 값 참조를 안전하게 작동하기 위한 참조를 제공합니다. 그러나 단일 값은 포인터에 "포인터"를 사용하려는 사용자의 요구 사항 중 일부일 뿐이며, 연속적인 메모리 공간에서 일련의 "요소"를 작동할 때 더 일반적인 상황입니다.

스팬은 길이와 유형이 알려진 연속 메모리 블록으로 표시됩니다. 여러 면에서 메모리 영역 포인터에 대한 안전한 액세스를 제공한다는 점에서 T[] 또는 ArraySegment와 매우 유사합니다. 실제로 이는 .NET의 작업(void*) 포인터를 추상화한 것임을 이해합니다. C/C++에 익숙한 개발자는 이것이 무엇을 의미하는지 더 잘 알아야 합니다.

Span의 특징은 다음과 같습니다.

• 배열, 관리되지 않는 포인터, 스택 포인터, 고정 또는 고정된 관리 데이터 및 값의 내부 영역에 대한 참조 ​​
•CLR 표준 개체 유형 및 값 유형 지원
•일반 지원
•관리가 필요한 포인터와 달리 GC 지원

문법적, 의미적으로 ref와 관련된 Span의 정의를 살펴보겠습니다.

public struct Span<T> {
 ref T _reference;
 int _length;
 public ref T this[int index] { get {...} }
 ...
}
public struct ReadOnlySpan<T> {
 ref T _reference;
 int _length;
 public T this[int index] { get {...} }
 ...
}

다음으로 직관적인 예를 사용하여 Span의 사용 시나리오를 설명하겠습니다. ; 예를 들어 문자 가로채기 및 문자 변환(정수형으로 변환):

string<code><a href="http://www.php.cn/wiki/57.html" target="_blank">string</a> content = "content-length:123",string이 있는 경우 content = "content- length:123" ,123을 정수로 변환하려면 먼저 숫자와 관련 없는 문자열을 Substr

자르는 것이 일반적인 접근 방식입니다. 변환 코드는 다음과 같습니다.

string content = "content-length:123";
Stopwatch watch1 = new Stopwatch();
watch1.Start();
for (int j = 0; j < 100000; j++)
{
 int.Parse(content.Substring(15));
}
watch1.Stop();
Console.WriteLine("\tTime Elapsed:\t" + watch1.ElapsedMilliseconds.ToString("N0") + "ms");

이 예를 사용하는 것은 일반적인 하위 문자열 사용 시나리오입니다. 문자열이 연산될 때마다 새로운 문자열 객체가 생성됩니다. 물론, 수행할 때 문자열 객체가 반복적으로 연산되는 것은 아닙니다. int.Parse. 많은 작업을 수행하면 GC 압력이 손상됩니다.

Span을 사용하여 이 알고리즘을 구현합니다.

string content = "content-length:123";
ReadOnlySpan<char> span = content.ToCharArray(); 
span.Slice(15).ParseToInt();
watch.Start();
for (int j = 0; j < 100000; j++)
{
 int icb = span.Slice(15).ParseToInt();
}
watch.Stop();
Console.WriteLine("\tTime Elapsed:\t" + watch.ElapsedMilliseconds.ToString("N0") + "ms");

这里将string转换为int的算法利用ReadonlySpan实现，这也是Span的典型使用场景，官方给的场景也是如些，Span适用于多次复用操作连续内存的场景。

转换代码如下：

public static class ReadonlySpanxtension
{
 public static int ParseToInt(this ReadOnlySpan<char> rspan)
 {
  Int16 sign = 1;
  int num = 0;
  UInt16 index = 0;
  if (rspan[0].Equals(&#39;-&#39;)){
   sign = -1; index = 1;
  }
  for (int idx = index; idx < rspan.Length; idx++){
   char c = rspan[idx];
   num = (c - &#39;0&#39;) + num * 10;
  }
  return num * sign;
 }
}

四、最后

上述两段代码100000次调用的时间如下：

String Substring Convert:
  Time Elapsed: 18ms
ReadOnlySpan Convert:
  Time Elapsed: 4ms

目前Span的相关支持还够，它只是最基础架构，之后CoreFx会对很多API使用Span进行重构和实现。可见.Net Core的性能日后会越来越强大。

위 내용은 .Net Core에서 프로그램 성능을 향상시키기 위해 ref 및 Span을 사용하는 방법에 대한 구현 코드의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!