在.net中為什麼第一次執行會慢?

KAnts發表於2013-11-07

眾所周知.NET在第一次執行的時比第二第三次的效率要低很多,最常見的就是ASP.NET中請求第一個頁面的時候要等上一段時間,而後面任意重新整理響應都非常迅速,那麼是什麼原因導致的呢?為什麼微軟不解決這個問題呢?

問題

首先大家可以在心底回答這幾個問題,這也是讀完本文之後會陸續解決的問題。

1.生成就是編譯嗎?

2.既然執行過一次之後效率會高很多為什麼微軟不解決這樣的問題呢?

3.預編譯比JITCompiler的方式好嗎?

效率比較

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第一次執行耗費了399

第二次執行耗費了5

為什麼差這麼多呢?後面就讓我們來揭曉。

注:單位不是ms(毫秒)

生成就是編譯嗎?

首先我先回答第一個問題:生成也是編譯(語言編譯),只不過不是編譯成機器碼(彙編),而是“IL”,但一般人會聽到編譯都聯想到編譯成機器碼(彙編),所以大家最好叫生成。

既然在生成的時候沒有編譯成機器碼,那麼計算機是如何執行的呢?下面我們來看描述了方法首次呼叫的一幅圖,摘自網路。

 

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可以看出,在WriteLine下有個JITCompiler,沒錯就是這個函式幫我們把WriteLine編譯成了機器碼。

那當第二次執行的時候JITCompiler會變成原生程式碼,也就是說JITCompiler不會再次執行了,順帶得到的好處就是效率提升了。

既然執行過一次之後效率會高很多為什麼微軟不解決這樣的問題呢?

為什麼微軟不再VS生成的時候就編譯成機器碼呢?

其實微軟有提供相關的設定(預編譯),但不推薦使用。

微軟既然提供了預編譯為什麼不把它設為預設的呢?

這個就得跳到第三個問題咯,大家繼續往下看。

預編譯比預設的方式好嗎?

多平臺支援

再寫完一個程式時(WinForm比較常見)可以發現可疑同時執行在x86和x64的平臺上,那為什麼x64的作業系統一開始會有那麼多的x86軟體相容問題呢?

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其實針對x86和x64平臺的指令是有區別的,深入的我也不太瞭解,有大牛可以細說說。

那為什麼一次生成可以同時在x64和x86上同時執行呢?

原因其實很簡單:JITCompiler是在執行方法時才會將IL編譯成機器碼,那麼微軟當然有辦法根據平臺的差異性編譯出對應的機器碼。

忽略不適應程式碼

   1: if (numberOfCPUs > 1) {
   2: ...
   3: }

如果主機只有一個CPU,JIT編譯器不會為上述程式碼生成任何CPU指令,那麼這樣順帶的結果就是最終的程式碼變得更小,執行的更快(可能有人說扯淡,就算一個CPU的這段程式碼也不會執行啊,那麼大家得考慮機器碼不是物件導向的語言可能一個小小的if就會順帶很多指令)。

未來還有更多

這種優化未來只會更多,因為CLR在不停的更新。。。

拋棄預編譯嗎?

答案肯定是否的,預編譯有自己的優勢,如果你所寫的程式碼只在一臺伺服器或者少個數的伺服器上執行,那麼完全可以針對伺服器進行預編譯,但面向多服務端、客戶端的程式還是最好採用JIT編譯。

 

結語

部分引自:CLR via C#(第三版)

其實我覺得.NET並不是完全的編譯型語言,從JIT編譯來看他也是一種解析執行語言(把IL解析成機器語言)。

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