Benchmark.NET 简易指南

Benchmark.NET 是一个用于 .NET 应用程序的强大的基准测试库。它可以帮助开发人员评估他们的代码的性能，找出潜在的性能问题，并且比较不同的实现方式。Benchmark.NET 提供了丰富的特性，包括内存诊断、全局初始化、迭代初始化等，可以满足各种性能测试的需求。

这篇文章将介绍 Benchmark.NET 的基础知识和一些常用的特性。你也可以观看我的 B 站教学视频进行学习。

常用特性 ¶

一些常用的特性：

Class
- MemoryDiagnoser：查看内存分配情况（有一个 bool 参数，表示是否显示 GC 的情况）
- SimpleJob：可以设置 .NET 版本，如 RuntimeMoniker.Net60
- Orderer(SummaryOrderPolicy.SlowestToFastest)：输出结果的排序
- RankColumn：为结果表格添加一列 Rank，表示当前行的方法的排名
Method
- Benchmark：表示这个方法需要被测试（另有一个 Baseline 参数，同时会给结果添加一列 Ratio，表示和 Baseline 的比率）
- Arguments：类似于 Params，表示该方法的传参，可以有多个，并且会和 Params 联动，充分考虑各种组合
- GlobalSetup：全局初始化，常用于初始化一个要用来测试的变量、集合等。可以和 Params 联动，比如数组的容量由某个字段决定
- IterationSetup：用于在每次迭代前的初始化，每次迭代都会调用一次
Field
- Params：某个字段可能有不同的值（如果多个字段被标记该特性，则会充分考虑所有参数的组合）

实际例子 ¶

测试排序的效率 ¶

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[MemoryDiagnoser]
public class SortTester
{
    private List<int> testList;

    [GlobalSetup]
    public void Setup()
    {
        testList = Enumerable.Range(1, 100).Shuffle(new Random(1334)).ToList();
    }

    [Benchmark]
    public List<int> ListSort()
    {
        var lst = new List<int>(testList);
        lst.Sort();
        return lst;
    }

    [Benchmark]
    public List<int> LinqOrder()
    {
        return testList.Order().ToList();
    }
}

测试初始化数组的效率 ¶

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public class ListInit
{
    [Params(16, 128, 1060)]
    public int count;

    [Benchmark(Baseline = true)]
    public List<int> WithoutInit()
    {
        var res = new List<int>();
        for (int i = 0; i < count; i++)
            res.Add(i);
        return res;
    }

    [Benchmark]
    public List<int> WithInit()
    {
        var res = new List<int>(count);
        for (int i = 0; i < count; i++)
            res.Add(i);
        return res;
    }

    [Benchmark]
    public List<int> WithLinq()
    {
        return Enumerable.Range(0, count).ToList();
    }
}

.NET 6 vs. .NET 7 ¶

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[MemoryDiagnoser(false)]
[SimpleJob(RuntimeMoniker.Net60)]
[SimpleJob(RuntimeMoniker.Net70)]
public class SortTester
{
    private IEnumerable<int> testList;

    [GlobalSetup]
    public void Setup()
    {
        testList = Enumerable.Range(1, 10).ToArray();
    }

    [Benchmark]
    public int CalcMin()
    {
        return testList.Min();
    }
}

注意事项 ¶

要使用有编译器优化的 Release 模式
被测试的类、使用了特性的方法与字段均需要为 public
在要测试的方法中尽量避免会被 JIT 优化掉的情况，比如有一个不会被使用的变量等
除非还想要测试内存读取的速度等，否则一般没有必要创建过大的数组

参考链接 ¶

Rules of benchmarking - BenchmarkDotNet Documentation