詳解CodeTimer及XCode性能測試

作者：佚名 2011-08-01 16:24:04

本文介紹的是詳解CodeTimer及XCode性能測試，詳細的對CodeTimer及XCode性能測試，并講述的很詳細，我們先來看詳細內容。

詳解CodeTimer及XCode性能測試是本文要介紹的內容，在測試XCode性能的時候，發現每次執行測試程序得到的執行時間差距實在太大，于是采用了老趙的CodeTimer來計算線程時間，后來因為測試程序稍微有點復雜，在使用匿名委托時會有參數的“打包”過程，于是改進了CodeTimer，測試功能代碼通過實現一個繼承自CodeTimer的類來實現，避免每次迭代時參數“打包”的過程。

using System;  
using System.Collections.Generic;  
using System.Text;  
using System.Runtime.InteropServices;  
using System.Diagnostics;  
using System.Threading;  
using NewLife.Reflection;  
using NewLife.Exceptions;  
 
namespace NewLife.Log  
{  
    /// <summary> 
    /// 代碼性能計時器  
    /// </summary> 
    /// <remarks>參考了老趙（http://www.cnblogs.com/jeffreyzhao/archive/2009/03/10/codetimer.html）  
和eaglet（http://www.cnblogs.com/eaglet/archive/2009/03/10/1407791.html）兩位的作品</remarks> 
    /// <remarks>為了保證性能比較的公平性，采用了多種指標，并使用計時器重寫等手段來避免各種不必要的損耗</remarks> 
    public class CodeTimer  
    {  
        #region 靜態快速計時  
        /// <summary> 
        /// 計時  
        /// </summary> 
        /// <param name="times"></param> 
        /// <param name="action"></param> 
        /// <returns></returns> 
        public static CodeTimer Time(Int32 times, Action<Int32> action)  
        {  
            CodeTimer timer = new CodeTimer();  
            timer.Times = times;  
            timer.Action = action;  
 
            timer.TimeOne();  
            timer.Time();  
 
            return timer;  
        }  
 
        /// <summary> 
        /// 計時，并用控制臺輸出行  
        /// </summary> 
        /// <param name="title"></param> 
        /// <param name="times"></param> 
        /// <param name="action"></param> 
        public static void TimeLine(String title, Int32 times, Action<Int32> action)  
        {  
            Console.Write("{0,16}：", title);  
 
            CodeTimer timer = new CodeTimer();  
            timer.Times = times;  
            timer.Action = action;  
            timer.ShowProgress = true;  
 
            ConsoleColor currentForeColor = Console.ForegroundColor;  
            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Yellow;  
 
            timer.TimeOne();  
            timer.Time();  
 
            Console.WriteLine(timer.ToString());  
 
            Console.ForegroundColor = currentForeColor;  
        }  
        #endregion  
 
        #region PInvoke  
        [DllImport("kernel32.dll")]  
        [return: MarshalAs(UnmanagedType.Bool)]  
        static extern bool QueryThreadCycleTime(IntPtr threadHandle, ref ulong cycleTime);  
 
        [DllImport("kernel32.dll")]  
        static extern IntPtr GetCurrentThread();  
 
        [DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]  
        static extern bool GetThreadTimes(IntPtr hThread, out long lpCreationTime, out long lpExitTime,
                out long lpKernelTime, out long lpUserTime);  
 
        static Boolean supportCycle = true;  
        private static ulong GetCycleCount()  
        {  
            //if (Environment.Version.Major < 6) return 0;  
 
            if (!supportCycle) return 0;  
 
            try  
            {  
                ulong cycleCount = 0;  
                QueryThreadCycleTime(GetCurrentThread(), ref cycleCount);  
                return cycleCount;  
            }  
            catch  
            {  
                supportCycle = false;  
                return 0;  
            }  
        }  
 
        private static long GetCurrentThreadTimes()  
        {  
            long l;  
            long kernelTime, userTimer;  
            GetThreadTimes(GetCurrentThread(), out l, out l, out kernelTime, out userTimer);  
            return kernelTime + userTimer;  
        }  
        #endregion  
 
        #region 私有字段  
        ulong cpuCycles = 0;  
        long threadTime = 0;  
        int[] gen;  
        #endregion  
 
        #region 屬性  
        private Int32 _Times;  
        /// <summary>次數</summary> 
        public Int32 Times  
        {  
            get { return _Times; }  
            set { _Times = value; }  
        }  
 
        private Action<Int32> _Action;  
        /// <summary>迭代方法，如不指定，則使用Time(int index)</summary> 
        public Action<Int32> Action  
        {  
            get { return _Action; }  
            set { _Action = value; }  
        }  
 
        private Boolean _ShowProgress;  
        /// <summary>是否顯示控制臺進度</summary> 
        public Boolean ShowProgress  
        {  
            get { return _ShowProgress; }  
            set { _ShowProgress = value; }  
        }  
 
        private Int32 _Index;  
        /// <summary>進度</summary> 
        public Int32 Index  
        {  
            get { return _Index; }  
            set { _Index = value; }  
        }  
 
        private ulong _CpuCycles;  
        /// <summary>CPU周期</summary> 
        public ulong CpuCycles  
        {  
            get { return _CpuCycles; }  
            set { _CpuCycles = value; }  
        }  
 
        private long _ThreadTime;  
        /// <summary>線程時間，單位是100ns，除以10000轉為ms</summary> 
        public long ThreadTime  
        {  
            get { return _ThreadTime; }  
            set { _ThreadTime = value; }  
        }  
 
        private Int32[] _Gen = new Int32[] { 0, 0, 0 };  
        /// <summary>GC代數</summary> 
        public Int32[] Gen  
        {  
            get { return _Gen; }  
            set { _Gen = value; }  
        }  
 
        private TimeSpan _Elapsed;  
        /// <summary>執行時間</summary> 
        public TimeSpan Elapsed  
        {  
            get { return _Elapsed; }  
            set { _Elapsed = value; }  
        }  
        #endregion  
 
        #region 方法  
        /// <summary> 
        /// 計時核心方法，處理進程和線程優先級  
        /// </summary> 
        public virtual void Time()  
        {  
            if (Times <= 0) throw new XException("非法迭代次數！");  
 
            // 設定進程、線程優先級，并在完成時還原  
            ProcessPriorityClass pp = Process.GetCurrentProcess().PriorityClass;  
            ThreadPriority tp = Thread.CurrentThread.Priority;  
            try  
            {  
                Process.GetCurrentProcess().PriorityClass = ProcessPriorityClass.High;  
                Thread.CurrentThread.Priority = ThreadPriority.Highest;  
 
                StartProgress();  
 
                TimeTrue();  
            }  
            finally  
            {  
                StopProgress();  
 
                Thread.CurrentThread.Priority = tp;  
                Process.GetCurrentProcess().PriorityClass = pp;  
            }  
        }  
 
        /// <summary> 
        /// 真正的計時  
        /// </summary> 
        protected virtual void TimeTrue()  
        {  
            if (Times <= 0) throw new XException("非法迭代次數！");  
 
            // 統計GC代數  
            GC.Collect(GC.MaxGeneration, GCCollectionMode.Forced);  
            gen = new Int32[GC.MaxGeneration + 1];  
            for (Int32 i = 0; i <= GC.MaxGeneration; i++)  
            {  
                gen[i] = GC.CollectionCount(i);  
            }  
 
            Stopwatch watch = new Stopwatch();  
            watch.Start();  
            cpuCycles = GetCycleCount();  
            threadTime = GetCurrentThreadTimes();  
 
            // 如果未指定迭代方法，則使用內部的Time  
            Action<Int32> action = Action;  
            if (action == null)  
            {  
                action = Time;  
 
                // 初始化  
                Init();  
            }  
 
            for (Int32 i = 0; i < Times; i++)  
            {  
                Index = i;  
 
                action(i);  
            }  
            if (Action == null)  
            {  
                // 結束  
                Finish();  
            }  
 
            CpuCycles = GetCycleCount() - cpuCycles;  
            ThreadTime = GetCurrentThreadTimes() - threadTime;  
 
            watch.Stop();  
            Elapsed = watch.Elapsed;  
 
            // 統計GC代數  
            List<Int32> list = new List<Int32>();  
            for (Int32 i = 0; i <= GC.MaxGeneration; i++)  
            {  
                int count = GC.CollectionCount(i) - gen[i];  
                list.Add(count);  
            }  
            Gen = list.ToArray();  
        }  
 
        /// <summary> 
        /// 執行一次迭代，預熱所有方法  
        /// </summary> 
        public void TimeOne()  
        {  
            Int32 n = Times;  
 
            try  
            {  
                Times = 1;  
                Time();  
            }  
            finally { Times = n; }  
        }  
 
        /// <summary> 
        /// 迭代前執行，計算時間  
        /// </summary> 
        public virtual void Init() { }  
 
        /// <summary> 
        /// 每一次迭代，計算時間  
        /// </summary> 
        /// <param name="index"></param> 
        public virtual void Time(Int32 index) { }  
 
        /// <summary> 
        /// 迭代后執行，計算時間  
        /// </summary> 
        public virtual void Finish() { }  
        #endregion  
 
        #region 進度  
        Thread thread;  
 
        void StartProgress()  
        {  
            if (!ShowProgress) return;  
 
            // 使用低優先級線程顯示進度  
            thread = new Thread(new ParameterizedThreadStart(Progress));  
            thread.IsBackground = true;  
            thread.Priority = ThreadPriority.BelowNormal;  
            thread.Start();  
        }  
 
        void StopProgress()  
        {  
            if (thread != null && thread.IsAlive)  
            {  
                thread.Abort();  
                thread.Join(3000);  
            }  
        }  
 
        void Progress(Object state)  
        {  
            Int32 left = Console.CursorLeft;  
 
            // 設置光標不可見  
            Boolean cursorVisible = Console.CursorVisible;  
            Console.CursorVisible = false;  
 
            Stopwatch sw = new Stopwatch();  
            sw.Start();  
            while (true)  
            {  
                try  
                {  
                    Int32 i = Index;  
                    if (i >= Times) break;  
 
                    if (i > 0 && sw.Elapsed.TotalMilliseconds > 10)  
                    {  
                        Double d = (Double)i / Times;  
                        Console.Write("{0,7:n0}ms {1:p}", sw.Elapsed.TotalMilliseconds, d);  
                        Console.CursorLeft = left;  
                    }  
                }  
                catch (ThreadAbortException) { break; }  
                catch { break; }  
 
                Thread.Sleep(500);  
            }  
            sw.Stop();  
 
            Console.CursorLeft = left;  
            Console.CursorVisible = cursorVisible;  
        }  
        #endregion  
 
        #region 重載  
        /// <summary> 
        /// 已重載。輸出依次分別是：執行時間、CPU線程時間、時鐘周期、GC代數  
        /// </summary> 
        /// <returns></returns> 
        public override string ToString()  
        {  
            return String.Format("{0,7:n0}ms {1,7:n0}ms {2,15:n0} {3}/{4}/{5}", Elapsed.TotalMilliseconds,
                  ThreadTime / 10000, CpuCycles, Gen[0], Gen[1], Gen[2]);  
        }  
        #endregion  
    }  
}

對于控制臺測試項目，另外起了一個線程負責輸出進度，不知道這樣對測試會有多大影響。

#p#

XCode性能測試

XCode每次升級都會進行性能測試，不過那是為了檢查升級是否造成了性能瓶頸，實際上性能測試就是作為XCode升級的最后一道工作。

上一次與ADO.Net進行性能對比測試時XCode的版本是v3.5，XCode各種操作的耗時大概是ADO.Net的1.2倍，vs統計代碼只有2000行。

目前XCode最新版本是v7.3，vs統計代碼有5100行，并且引用一個4100行的核心庫，一些常用的擴展功能形成4800行的通用實體類庫。

由此可見，現在的XCode至少在代碼上是v3.5的7倍。（當然，這個代碼量是遠不如NH的，記得它有好些文件超過了1000行代碼）

廢話少說，下面開始測試！

本地環境：win7+MSSQL2007

說明：

1、以下截圖，黃色數字分別代表執行時間、線程時間、CPU周期、GC，白色數字表示與第一個測試項相比較的比列，兩個白色分別表示執行時間比例和線程時間比例

2、ADO.SQL表示用sql方式執行，ADO.Param表示用參數化執行

3、DAL表示用XCode的數據訪問層執行SQL，DALIdentity表示插入后查詢自增，如果開啟一級緩存，這兩項會有影響

4、Entity是普通實體類操作，WeakEntity表示弱類型操作實體，DynEntity表示動態創建實體類（CodeDom）執行操作

5、所有比例的計算以ADO.SQL為基準，因為XCode也是采用這種方式

本地普通測試：

總體來看，XCode的性能大概是ADO的1.5倍。

后面的查詢中，WeakEntity和DynEntity的比例小于1，Entity也很小，主要是因為XCode的二級緩存（實體緩存）。每一次查詢測試，實際上包含了查一個管理員和一個角色，而角色表數據較少，XCode使用了實體緩存，所以XCode對角色的查詢幾乎接近于0。XCode的實體緩存能夠保證數據數據的新鮮性，這里不能說不公平。

開啟一級緩存

可以注意到，開啟一級緩存后，XCode的表現非常出色，并且越是后面的測試項越出色。因為，后面三項都必須通過DAL來執行，而一級緩存正是位于DAL中。所以XCode的第一個測試項DAL會比較慢，因為它的緩存命中率太低了，并且還要負責緩存數據等操作。查詢哪個管理員是隨機的，越是到了后面，隨著緩存命中率的提高，速度就越快。

XCode的一級緩存也是能保證實時更新的，也許這個測試作為與ADO的標準測試比較好。

下面我們試試別的數據庫，SQLite吧，開啟一級緩存。SQLite插入后獲取自增的方法跟MSSQL不一樣，為了讓測試代碼簡單，我們放過它，允許ADO的兩個測試項不插入角色。而XCode是能夠很好支持各種數據庫獲取自增的

首先看到的是，沒有開啟事務的SQLite，實在是太不給力了，執行時間很長，但是線程時間很短。這個測試告訴我們，用SQLite要盡可能的開事務。

為了更切近生產環境，下面我們試試遠程的MSSQL，位于局域網內的window 2008 r2上的MSSQL2008

可以看到，越是切近生產環境，數據量越大，XCode表現越是出色！

把MySql也拉出來溜溜

該MySql部署在一個XP虛擬機上（512M內存安裝了MySql、Oracle、Firebird、PostgreSQL），并且各種配置都是開發用配置，測試數據不是很穩定。

后面會附上測試程序，以及測試程序的源代碼，感興趣的同學可以在自己機器上執行測試程序看看結果如何。

建議對XCode感興趣的同學都看看Performance.cs源碼，每一個測試項，同時也展示著如何使用XCode，如何支持多數據庫，如何做到更好的性能！

BTW：

這段時間一直在準備一篇文章《XCode這樣處理無限增長的海量數據》，靈感源自于一位使用XCode做項目的同學，他用了三百多張相同結構的表，并且表的數量可能會無限增多，每張表有數百萬的數據。沒錯，這是一個數據采集系統，包括采集、分析整理、查詢展現三大塊。

他使用了XCode十八般武藝中的動態修改表，實現一個實體類控制幾百張表的需求，當然，也包括自動創建表。盡管這項功能位列于十八般武藝當中，與三級緩存并重，但實際上項目使用得不多，風險還是挺大的。至少，到現在為止，沒有發現太大的問題。

我想以他的這個項目為例子，詳細的講解一下XCode的各個緩存，以及如何去處理海量數據。當然，還要包括最新版本的分布式，是的，下一版本的XCode直接支持異構數據庫的分布式，提高性能，或者實現數據的熱備，業務層不需要做任何修改。

小結：詳解CodeTimer及XCode性能測試的內容介紹完了，希望本文對你有所幫助！

測試代碼請看http://xcode.codeplex.com

責任編輯：zhaolei 來源：博客園