性能是考量一個控件產(chǎn)品好壞的重要指標(biāo)，與產(chǎn)品的功能有著同等重要的地位。用戶在選擇一款控件產(chǎn)品的時候基本都會親身試驗(yàn)比較同類產(chǎn)品的性能。作為選購那個控件重要因素之一。

站在用戶的角度思考問題，與客戶深入溝通，找到南安網(wǎng)站設(shè)計(jì)與南安網(wǎng)站推廣的解決方案，憑借多年的經(jīng)驗(yàn)，讓設(shè)計(jì)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，創(chuàng)造個性化、用戶體驗(yàn)好的作品，建站類型包括：成都網(wǎng)站制作、做網(wǎng)站、企業(yè)官網(wǎng)、英文網(wǎng)站、手機(jī)端網(wǎng)站、網(wǎng)站推廣、主機(jī)域名、虛擬主機(jī)、企業(yè)郵箱。業(yè)務(wù)覆蓋南安地區(qū)。

控件的性能指什么

1. 降低內(nèi)存消耗
   在控件開發(fā)中，內(nèi)存消耗一般作為次要的考慮，因?yàn)楝F(xiàn)在的計(jì)算機(jī)一般都擁有比較大的內(nèi)存，很多情況下，性能優(yōu)化的手段就是空間換取時間。但是，并不是說，我們可以肆無忌憚的揮霍內(nèi)存。如果需要支持在大數(shù)據(jù)量的用例時，如果內(nèi)存被耗盡，操作系統(tǒng)會發(fā)生頻繁的內(nèi)外存交換。導(dǎo)致執(zhí)行速度急劇下降。
2. 提升執(zhí)行速度
   1. 加載速度。
   2. 特定操作的響應(yīng)速度。包括，點(diǎn)擊，鍵盤輸入，滾動，排序過濾等。

性能優(yōu)化的原則

1. 理解需求
   以MultiRow產(chǎn)品為例，MultiRow的一個性能需求是："百萬行數(shù)據(jù)綁定下平滑滾動。"整個MultiRow項(xiàng)目的開發(fā)過程一直要考慮這個目標(biāo)。
2. 理解瓶頸
   根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，99%的性能消耗是由于1%的代碼造成的。所以，大部分性能優(yōu)化都是針對這1%的瓶頸代碼進(jìn)行的。具體實(shí)施也就分為兩步。首先，確定瓶頸，其次消除瓶頸。
3. 切忌過度
   首先必須要認(rèn)識到，性能優(yōu)化本身是有成本的。這個成本不單單體現(xiàn)在做性能優(yōu)化所付出的工作量。還包括為性能優(yōu)化而寫出的復(fù)雜代碼，額外的維護(hù)成本，會引入新的Bug，額外的內(nèi)存開銷等。 一個常見問題是，一些剛接觸控件開發(fā)的同學(xué)會對一些不必要的點(diǎn)生搬硬套性能優(yōu)化技巧或者設(shè)計(jì)模式，帶來不必要的復(fù)雜度。性能優(yōu)化常常需要對收益和成本之間做出權(quán)衡。

如何發(fā)現(xiàn)性能瓶頸

上一節(jié)提到，性能優(yōu)化的第一步就是發(fā)現(xiàn)性能瓶頸，這一節(jié)主要介紹定位性能瓶頸的一些實(shí)踐。

1. 如何獲取內(nèi)存消耗
   以下代碼可以獲取某個操作的內(nèi)存消耗。
   

   // 在這里寫一些可能消耗內(nèi)存的代碼，例如，如果想了解創(chuàng)建一個GcMultiRow控件需要多少內(nèi)存可以執(zhí)行以下代碼

   long start = GC.GetTotalMemory(true);

   var gcMulitRow1 = new GcMultiRow();

   GC.Collect();

   // 確保所有內(nèi)存都被GC回收

   GC.WaitForFullGCComplete();

   long end = GC.GetTotalMemory(true);

   long useMemory = end - start;

2. 如何獲取時間消耗
   以下代碼可以獲取某個操作時間消耗。
   System.Diagnostics.Stopwatch watch = new System.Diagnostics.Stopwatch(); watch.Start(); for (int i = 0; i < 1000; i++) {      gcMultiRow1.Sort(); } watch.Stop(); var useTime = (double)watch.ElapsedMilliseconds / 1000;
   

   這里把一個操作循環(huán)執(zhí)行了1000次，最后再把消耗的時間除以1000來確定最終消耗的時間?？梢允墙Y(jié)果更準(zhǔn)確穩(wěn)定，排除意外數(shù)據(jù)。

3. 通過CodeReview發(fā)現(xiàn)性能問題。
   很多情況下，可以通過CodeReview發(fā)現(xiàn)性能問題。對于大數(shù)據(jù)量的循環(huán)，要格外關(guān)注。循環(huán)內(nèi)的邏輯應(yīng)該執(zhí)行的盡可能的快。
4. Auts Performance Profiler
   Auts Profiler是款功能強(qiáng)大的性能檢測軟件。可以很好的幫助我們發(fā)現(xiàn)性能瓶頸。使用這款軟件定位性能瓶頸可以起到事半功倍的效果。熟練使用這個工具，我們可以快速準(zhǔn)確的定位到有性能問題的代碼。 這個工具很強(qiáng)大，但是也并不是完美無缺的。首先，這是一款收費(fèi)軟件，部門只有幾個許可號。其次，這個軟件的工作原理是在IL中加入一些鉤子，用來記錄時間。所以在分析時，軟件的執(zhí)行速度會比實(shí)際運(yùn)行慢一些獲得的數(shù)據(jù)也因此并不是百分之百的準(zhǔn)確，應(yīng)該把軟件分析的數(shù)據(jù)作為參考，幫助快速定位問題，但是不要完全依賴，還要結(jié)合其他技巧來分析程序的性能。

  性能優(yōu)化的方法和技巧

定位了性能問題后，解決的辦法有很多。這個章節(jié)會介紹一些性能優(yōu)化的技巧和實(shí)踐。

1. 優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)
   對于程序結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)時就應(yīng)該考慮，評估是否可以達(dá)到性能需求。如果后期發(fā)現(xiàn)了性能問題需要考慮調(diào)整結(jié)構(gòu)會帶來非常大的開銷。舉例：
   1. GcMultiRowGcMultiRow要支持100萬行數(shù)據(jù)，假設(shè)每行有10列的話，就需要有1000萬個單元格，每個單元格上又有很多的屬性。如果不做任何優(yōu)化的話，大數(shù)據(jù)量時，一個GcMultiRow控件的內(nèi)存開銷會相當(dāng)?shù)拇蟆cMultiRow采用的方案是使用哈希表來存儲行數(shù)據(jù)。只有用戶改過的行放到哈希表里，而對于大部分沒有改過的行都直接使用模板代替。就達(dá)到了節(jié)省內(nèi)存的目的。
   2. Spread for WPF/Silverlight （SSL）WPF的畫法和Winform不同，是通過組合View元素的方法實(shí)現(xiàn)的。SSL同樣支持百萬級的數(shù)據(jù)量，但是又不能給每個單元格都分配一個View。所以SSL使用了VirtualizePanel來實(shí)現(xiàn)畫法。思路是每一個View是一個Cell的展示模塊。可以和Cell的數(shù)據(jù)模塊分離。這樣。只需要為顯示出來的Cell創(chuàng)建View。當(dāng)發(fā)生滾動時會有一部分Cell滾出屏幕，有一部分Cell滾入屏幕。這時，讓滾出屏幕的Cell和View分離。然后再復(fù)用這部分View給新進(jìn)入屏幕的Cell。如此循環(huán)。這樣只需要幾百個View就可以支持很多的Cell。
2. 緩存
   緩存(Cache)是性能優(yōu)化中最常用的優(yōu)化手段.適用的情況是頻繁的獲取一些數(shù)據(jù)，而每次獲取這些數(shù)據(jù)需要的時間比較長。這時，第一次獲取的時候會用正常的方法，并且在獲取之后把數(shù)據(jù)緩存下來。之后就使用緩存的數(shù)據(jù)。 如果使用了緩存的優(yōu)化方法，需要特別注意緩存數(shù)據(jù)的同步，就是說，如果真實(shí)的數(shù)據(jù)發(fā)生了變化，應(yīng)該及時的清除緩存數(shù)據(jù)，確保不會因?yàn)榫彺娑褂昧隋e誤的數(shù)據(jù)。 舉例：
   1. 使用緩存的情況比較多。最簡單的情況就是緩存到一個Field或臨時變量里。
      

      for（int i = 0; i < gcMultiRow.RowCount; i++）
      {
          // Do something;
      }

      以上代碼一般情況下是沒有問題的，但是，如果GcMultiRow的行數(shù)比較大。而RowCount屬性的取值又比較慢的時候就需要使用緩存來做性能優(yōu)化。

      int rowCount = gcMultiRow.RowCount; for (int i = 0; i < rowCount; i++) {    // Do something; }
   2. 使用對象池也是一個常見的緩存方案，比使用Field或臨時變量稍微復(fù)雜一點(diǎn)。 例如，在MultiRow中，畫邊線，畫背景，需要用到大量的Brush和Pen。這些GDI對象每次用之前要創(chuàng)建，用完后要銷毀。創(chuàng)建和銷毀的過程是比較慢的。GcMultiRow使用的方案是創(chuàng)建一個GDIPool。本質(zhì)上是一些Dictionary，使用顏色做Key。所以只有第一次取的時候需要創(chuàng)建，以后就直接使用以前創(chuàng)建好的。以下是GDIPool的代碼：
      

      public static class GDIPool
      {
          Dictionary<Color, Brush > _cacheBrush = new Dictionary();
          Dictionary _cachePen = new Dictionary();
          public static Pen GetPen(Color color)
         {
             Pen pen;
             if_cachePen.TryGetValue(color, out pen))
             {
                 return pen;
             }
             pen = new Pen(color);
            _cachePen.Add(color, pen);
             return pen;
         }
      }

   3. 懶構(gòu)造
      有時候，有的對象創(chuàng)建需要花費(fèi)較長時間。而這個對象可能并不是所有的場景下都需要使用。這時，使用賴構(gòu)造的方法可以有效提高性能。 舉例：對象A需要內(nèi)部創(chuàng)建對象B。對象B的構(gòu)造時間比較長。 一般做法：
      public class A {    public B _b = new B(); }
      

      一般做法下由于構(gòu)造對象A的同時要構(gòu)造對象B導(dǎo)致了A的構(gòu)造速度也變慢了。優(yōu)化做法：

      public class A {    private B _b;    public B BProperty    {        get       {          if(_b == null)          {              _b = new B();          }          return _b;       }    } }
      優(yōu)化后，構(gòu)造A的時候就不需要創(chuàng)建B對象，只有需要使用的時候才需要構(gòu)造B對象。
   4. 優(yōu)化算法
      優(yōu)化算法可以有效的提高特定操作的性能，使用一種算法時應(yīng)該了解算法的適用情況，最好情況和最壞情況。 以GcMultiRow為例，最初MultiRow的排序算法使用了經(jīng)典的快速排序算法。這看起來是沒有問題的，但是，對于表格控件，用戶經(jīng)常的操作是對有序表進(jìn)行排序，如順序和倒序之間切換。而經(jīng)典的快速排序算法的最差情況就是基本有序的情況。所以經(jīng)典快速排序算法不適合MultiRow。最后通過改的排序算法解決了這個問題。改進(jìn)的快速排序算法使用了3個中點(diǎn)來代替經(jīng)典快排的一個中點(diǎn)的算法。每次交換都是從3個中點(diǎn)中選擇一個。這樣，亂序和基本有序的情況都不是這個算法的最壞情況，從而優(yōu)化了性能。
   5. 了解Framework提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
      我們現(xiàn)在工作的.net framework平臺，有很多現(xiàn)成的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。我們應(yīng)該了解這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提升我們程序的性能： 舉例：
      1. string 的加運(yùn)算符 VS StringBuilder： 字符串的操作是我們經(jīng)常遇到的基本操作之一。 我們經(jīng)常會寫這樣的代碼 string str = str1 + str2。當(dāng)操作的字符串很少的時候，這樣的操作沒有問題。但是如果大量操作的時候（例如文本文件的Save/Load， Asp.net的Render），這樣做就會帶來嚴(yán)重的性能問題。這時，我們就應(yīng)該用StringBuilder來代替string的加操作。
      2. Dictionary VS List Dictionary和List是最常用的兩種集合類。選擇正確的集合類可以很大的提升程序的性能。為了做出正確的選擇，我們應(yīng)該對Dictionary和List的各種操作的性能比較了解。 下表中粗略的列出了兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的性能比較。
         

         操作	List	Dictionary
         索引	快	慢
         Find（Contains）	慢	快
         Add	快	慢
         Insert	慢	快
         Remove	慢	快

      3. TryGetValue 對于Dictionary的取值，比較直接的方法是如下代碼：
         if(_dic.ContainKey("Key") {     return _dic\["Key"\]; }
         

         當(dāng)需要大量取值的時候，這樣的取法會帶來性能問題。優(yōu)化方法如下：

         object value; if(_dic.TryGetValue("Key", out value)) {     return value; }
         

         使用TryGetValue可以比先Contain再取值提高一倍的性能。

      4. 為Dictionary選擇合適的Key。 Dictionary的取值性能很大情況下取決于做Key的對象的Equals和GetHashCode兩個方法的性能。如果可以的話使用Int做Key性能最好。如果是一個自定義的Class做Key的話，最好保證以下兩點(diǎn)：1. 不同對象的GetHashCode重復(fù)率低。2. GetHashCode和Equals方法立即簡單，效率高。
      5. List的Sort和BinarySearch性能很好，如果能滿足功能需求的話推薦直接使用，而不是自己重寫。
         List list = new List{3, 10, 15}; list.BinarySearch(10); // 對于存在的值，結(jié)果是1 list.BinarySearch(8); // 對于不存在的值，會使用負(fù)數(shù)表示位置，如查找8時，結(jié)果是-2， 查找0結(jié)果是-1，查找100結(jié)果是-4.
   6. 通過異步提升響應(yīng)時間
      1. 多線程
         有些操作確實(shí)需要花費(fèi)比較長的時間，如果用戶的操作在這段時間卡死會帶來很差的用戶體驗(yàn)。有時候，使用多線程技術(shù)可以解決這個問題 舉例： CalculatorEngine在構(gòu)造的時候要初始化所有的Function。由于Function比較多，初始化時間會比較長。這是就用到了多線程技術(shù)，在工作線程中做Function的初始化工作，就不影響主線程快速響應(yīng)用戶的其他操作了。代碼如下:
         public CalcParser() {    if (_functions == null)    {        lock (_obtainFunctionLocker)        {            if (_functions == null)            {                System.Threading.ThreadPool.QueueUserWorkItem((s) =>                {                    if (_functions == null)                    {                        lock (_obtainFunctionLocker)                        {                            if (_functions == null)                            {                                _functions = EnsureFunctions();                            }                        }                    }                });            }        }    } }
         

         這里比較慢的操作就是EnsureFunctions函數(shù)，是在另一個線程里執(zhí)行的，不會影響主線程的響應(yīng)。當(dāng)然，使用多線程是一個比較有難度的方案，需要充分考慮跨線程訪問和死鎖的問題。

      2. 加延遲時間
         在GcMultiRow實(shí)現(xiàn)AutoFilter功能的時候使用了一個類似于延遲執(zhí)行的方案來提升響應(yīng)速度。AutoFilter的功能是用戶在輸入的過程中根據(jù)用戶的輸入更新篩選的結(jié)果。數(shù)據(jù)量大的時候一次篩選需要較長時間，會影響用戶的連續(xù)輸入。使用多線可能是個好的方案，但是使用多線程會增加程序的復(fù)雜度。MultiRow的解決方案是當(dāng)接收到用戶的鍵盤輸入消息的時候，并不立即出發(fā)Filter，而是等待0.3秒。如果用戶在連續(xù)輸入，會在這0.3秒內(nèi)再次收到鍵盤消息，就再等0.3秒。直到連續(xù)0.3秒內(nèi)沒有新的鍵盤消息時再觸發(fā)Filter。保證了快速響應(yīng)用戶輸入的目的。
      3. Application.Idle事件
         在GcMultiRow的Designer里，經(jīng)常要根據(jù)當(dāng)前的狀態(tài)刷新ToolBar上按鈕的Disable/Enable狀態(tài)。一次刷新需要較長的時間。如果用戶連續(xù)輸入會有卡頓的感覺，影響用戶體驗(yàn)。GcMultiRow的優(yōu)化方案是掛系統(tǒng)的Application.Idle事件。當(dāng)系統(tǒng)空閑的時候，系統(tǒng)會觸發(fā)這個事件。接到這個事件表示此時用戶已經(jīng)完成了連續(xù)的輸入，這時就可以從容的刷新按鈕的狀態(tài)了。
      4. Invalidate, BeginInvoke. PostEvent 平臺本身也提供了一些異步方案。
         例如;在Winform下，觸發(fā)一塊區(qū)域重畫的時候，一般不適用Refresh而是Invalidate，這樣會觸發(fā)異步的刷新。在觸發(fā)之前可以多次Invalidate。BeginInvoke，PostMessage也都可以觸發(fā)異步的行為。
   7. 了解平臺特性
      如WPF的DP DP相對于CLR property來說是很慢的，包括Get和Set都很慢，這和一般質(zhì)感上Get比較快Set比較慢不一樣。如果一個DP需要被多次讀取的話建議是CLR property做Cache。
   8. 進(jìn)度條，提升用戶體驗(yàn)
      有時候，以上提到的方案都沒有辦法快速響應(yīng)用戶操作，進(jìn)度條，一直轉(zhuǎn)圈圈的圖片，提示性文字如"你的操作可能需要較長時間請耐心等待"。都可以提升用戶體驗(yàn)?？梢宰鳛樽詈蠓桨竵砜紤]。