執行性能測試—起步

程式越來越大，為了讓程式更快地響應使用者的輸入，需要執行性能測試，最近在研究性能測試，就從這篇最基礎的文章開始起步吧。VS 2010自帶了一個功能強大的性能測試工具—Performance Wizard，在研究過程中，我決定用通過分析最普通的排序操作的程式來開始我的學習過程。

程式的功能很簡單，接受任何文本檔案，排序，然後将結果輸出到一個新的檔案中。第一個版本很簡單，使用最好寫的冒泡排序實作：

        #region 常見的排序方法 — 适合小檔案的排序

        static void Main(string[] args)

        {

            if (args.Length != 2)

            {

                Console.WriteLine("Usage: sort <file name> <output file name>");

                return;

            }

            string[] sortedLines;

            using (StreamReader reader = new StreamReader(Path.GetFullPath(args[0])))

                var text = reader.ReadToEnd();

                sortedLines = Sort(text);

            using (StreamWriter writer = new StreamWriter(Path.GetFullPath(args[1])))

                foreach (var line in sortedLines)

                    writer.WriteLine(line);

        }

        #region 使用冒泡排序來測試性能

        // V1: 使用冒泡排序來測試性能

        private static string[] Sort(string text)

            var lines = text.Split(new string[] { "\r\n" }, StringSplitOptions.None);

            for (int i = 0; i < lines.Length; ++i)

                for (int j = i + 1; j < lines.Length; ++j)

                {

                    if (string.CompareOrdinal(lines[i], lines[j]) < 0)

                    {

                        var temp = lines[i];

                        lines[i] = lines[j];

                        lines[j] = temp;

                    }

                }

            return lines;

        #endregion

使用一個大小為2.5 兆的文本檔案作為輸入資料，并且用下面的步驟執行性能測試：

1.         打開Visual Studio，并點選菜單欄裡的“分析（Analyze）”。

2.         點選“啟動性能測試向導（Launch Performance Wizard）”。

3.         在“性能測試向導（Performance Wizard）”頁面上選擇“CPU Sampling (recommended)”。

4.         在後續頁面上，使用頁面預設的選項做完設定。

耐心等待程式執行完以後，Visual studio會提供一個報表，在摘要（Summary）裡面—下圖，可以看到，程式使用了大約36秒才完成了所有的過程。

另外，在Hot Path表格裡，也可以看出，String.CompareOrdinal函數所占用的時間是最多的，占整個程式執行的78.44%。而從另外一個統計表Functions，這個統計表顯示了在程式執行完畢之前，函數觸發樣例的次數，注意，這個樣例觸發的次數和函數被調用的次數沒有對應關系，兩個樣例之間，函數可能被調用了多次，而且多個函數也可能被調用到—這個跟我們使用“CPU Sampling (recommended)”的政策有關，它的優點是快不影響被測程式的運作，缺點就是不夠精确。從Functions的統計表裡面，可以看到String.CompareOrdinal被調用到的次數是其他函數的好幾倍：

既然已經知道冒泡排序是整個程式的瓶頸了，那我們第二個版本就是将冒泡算法改成快速排序，看看有沒有改進：

#region 常見的排序方法 — 适合小檔案的排序

            }

        #region 使用快速排序來測試性能

        // V2: 使用快速排序來測試性能

            QuickSort(lines, 0, lines.Length - 1);

        private static int Partition(string[] lines, int lower, int upper)

            var pivot = lines[upper];

            var newPivot = lower - 1;

            for (int i = lower; i < upper; ++i)

                if (string.CompareOrdinal(pivot, lines[i]) > 0)

                    var temp = lines[i];

                    newPivot = newPivot + 1;

                    lines[i] = lines[newPivot];

                    lines[newPivot] = temp;

            ++newPivot;

            lines[upper] = lines[newPivot];

            lines[newPivot] = pivot;

            return newPivot;

        }

        private static void QuickSort(string[] lines, int lower, int upper)

            if (lower < upper)

                var pivot = Partition(lines, lower, upper);

                QuickSort(lines, lower, pivot - 1);

                QuickSort(lines, pivot + 1, upper);

這次的結果要比上次好很多，這次隻用了3秒多就完成了所有的工作，而且在Hot Path裡面，String.CompareOrdinal函數在程式執行時間的比重也下降了很多。

雖然我們從總的執行時間上來看，看到了很大的性能提高，但是知道那些函數的執行效率提高了，會讓你更直覺的感覺到後續性能優化的目标。VS 2010支援對比多個性能報告，并給出兩個報告之間的差别，例如哪些函數的執行速度有提高之類的：

1.         點選菜單欄裡的“分析（Analyze）”。

2.         點選“Compare Performance Report”，在彈出來的對話框裡選擇兩個性能測試的報告。

上圖裡，我在“Column” 裡面選擇了“Exclusive Samples”—因為對比百分比對我來說不夠直覺。從對比的結果來看，快速排序在各個方面全面勝出—除了Partition函數，因為那是一個新函數。

接下來，為了檢視快排對大檔案排序的性能，我使用了一個700多兆的文本檔案進行測試，這次—程式崩潰了，崩潰的原因是OutOfMemoryException……

下一篇講解OutOfMemoryException的分析過程。

本文轉自 donjuan 部落格園部落格，原文連結： http://www.cnblogs.com/killmyday/archive/2010/06/20/1761583.html  ，如需轉載請自行聯系原作者