.Net中各种不同的对象创建方式的速度差异三

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• 创建方式
• 速度差异

      从前面的文章，我们发现以下两点有趣的东西：

      使用System.Activator的非泛型方法比使用泛型方法快很多（超过200%）
      使用泛型约束和new关键字创建的速度几乎和System.Activator的泛型方法的一样
      在这篇文章里，我将会这两个问题做一个进一步的探究，我使用的工具就是鼎鼎大名的.Net反编译工具：Reflector，欢迎读者跟我一起探讨造成这个现象的原因。

      第一段 从System.Activator.CreateInstance(Type)开始

      我们先用Reflector打开.Net Framework 3.5中的mscorlib.dll，看看这里面，微软是怎么实现的。

      首先看看System.Activator.CreateInstance(Type)，它直接调用了System.Activator.CreateInstance(Type, Boolean)，代码如下

1 public static object CreateInstance(Type type)
2 {
3     return CreateInstance(type, false);
4 }
      那么这个CreateInstance(Type, Boolean)的实现，是这样的：

1 public static object CreateInstance(Type type, bool nonPublic)
2 {
3     if (type == null)
4     {
5         throw new ArgumentNullException("type");
6     }
7     RuntimeType underlyingSystemType = type.UnderlyingSystemType as RuntimeType;
8     if (underlyingSystemType == null)
9     {
10         throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("Arg_MustBeType"), "type");
11     }
12     return underlyingSystemType.CreateInstanceImpl(!nonPublic);
13 }
      将这段代码简化一下，就是：

1 public static object CreateInstance(Type type, bool nonPublic)
2 {
3     RuntimeType underlyingSystemType = type.UnderlyingSystemType as RuntimeType;
4     return underlyingSystemType.CreateInstanceImpl(!nonPublic);
5 }
      在RuntimeType的CreateInstanceImpl(bool isPublic)中，直接调用了CreateInstanceImpl(bool isPublic, bool skipVisibilityCheck, bool fillCache)，这个函数的实现非常有意思，我先把代码贴出来：

1 internal object CreateInstanceImpl(bool publicOnly, bool skipVisibilityChecks, bool fillCache)
2 {
3     RuntimeTypeHandle typeHandle = this.TypeHandle;
4     ActivatorCache cache = s_ActivatorCache;
5     if (cache != null)
6     {
7         ActivatorCacheEntry entry = cache.GetEntry(this);
8         if (entry != null)
9         {
10             if ((publicOnly && (entry.m_ctor != null)) && ((entry.m_hCtorMethodHandle.GetAttributes() & MethodAttributes.MemberAccessMask) != MethodAttributes.Public))
11             {
12                 throw new MissingMethodException(Environment.GetResourceString("Arg_NoDefCTor"));
13             }
14             object obj2 = typeHandle.Allocate();
15             if (entry.m_ctor != null)
16             {
17                 if (!skipVisibilityChecks && entry.m_bNeedSecurityCheck)
18                 {
19                     MethodBase.PerformSecurityCheck(obj2, entry.m_hCtorMethodHandle, this.TypeHandle.Value, 0x10000000);
20                 }
21                 try
22                 {
23                     entry.m_ctor(obj2);
24                 }
25                 catch (Exception exception)
26                 {
27                     throw new TargetInvocationException(exception);
28                 }
29             }
30             return obj2;
31         }
32     }
33     return this.CreateInstanceSlow(publicOnly, fillCache);
34 }
      看起来非常复杂，其实他的实现也也就实现了一个缓存机制：

      检查缓存中是否存在这个构造器的委托，如果有，就调用自己的typeHandler的Allocate()方法分配内存，然后调用构造器的委托初始化对象
      如果没有缓存，就调用CreateInstanceSlow(bool isPublic, bool fillCache)创建对象，并填充缓存
      好吧继续再看看这个CreateInstanceSlow里面干了什么事情。

      照例先贴代码吧：

1 private object CreateInstanceSlow(bool publicOnly, bool fillCache)
2 {
3     RuntimeMethodHandle emptyHandle = RuntimeMethodHandle.EmptyHandle;
4     bool bNeedSecurityCheck = true;
5     bool canBeCached = false;
6     bool noCheck = false;
7     this.CreateInstanceCheckThis();
8     if (!fillCache)
9     {
10         noCheck = true;
11     }
12     object obj2 = RuntimeTypeHandle.CreateInstance(this, publicOnly, noCheck, ref canBeCached, ref emptyHandle, ref bNeedSecurityCheck);
13     if (canBeCached && fillCache)
14     {
15         ActivatorCache cache = s_ActivatorCache;
16         if (cache == null)
17         {
18             cache = new ActivatorCache();
19             Thread.MemoryBarrier();
20             s_ActivatorCache = cache;
21         }
22         ActivatorCacheEntry ace = new ActivatorCacheEntry(this, emptyHandle, bNeedSecurityCheck);
23         Thread.MemoryBarrier();
24         cache.SetEntry(ace);
25     }
26     return obj2;
27 }
      这个函数写的很复杂，其实实现的东西很简单，其一是调用RuntimeTypeHandler.CreateInstance方法创建对象，然后再填充缓存，以加快下次创建对象的速度。

      好了，我们现在已经非常接近事实的真相了。让我们从另外一个角度出发，看看CreateInstance<T>()干了什么事情。

      第二段 从System.Activator.CreateInstance<T>()开始

      这里，我们先看看他的实现：

1 public static T CreateInstance<T>()
2 {
3     bool bNeedSecurityCheck = true;
4     bool canBeCached = false;
5     RuntimeMethodHandle emptyHandle = RuntimeMethodHandle.EmptyHandle;
6     return (T) RuntimeTypeHandle.CreateInstance(typeof(T) as RuntimeType, true, true, ref canBeCached, ref emptyHandle, ref bNeedSecurityCheck);
7 }
      我们忽然就看到了我们熟悉的身影：RuntimeTypeHandler.CreateInstance方法，终于殊途同归啊。。。

      也就是说，System.Activator.CreateInstance<T>()相当于调用了CreateInstanceSlow方法（但是没有缓存机制），这应该就是CreateInstance<T>比CreateInstance(Type)慢的主要原因，我们回顾一下这两个方法的时间消耗：

      System.Activator.CreateInstance(Type):

      缓存机制时间消耗
      RuntimeTypeHandler.Allocate()内存分配的时间消耗
      调用构造器委托初始化数据的时间消耗
      这里不考虑缓存失败，调用CreateInstanceSlow的情况，因为这个只会发生一次。

      System.Activator.CreateInstance(Type):

      调用RuntimeTypeHandler.CreateInstance的时间消耗。