Где оптимальнее размещать методы общего назначения в структуре или классе?

Question

[AlekseenkoAV]

У нас на работе коллега задал такой вопрос, почему не размещают в структурах методы общего пользования (так сказать хелперы), он предполагает, что вызов метода структуры быстрее, чем у ссылочного объекта, так как вызов метода структуры идет прямым вызовом к IL коду, в отличии от ссылочного объекта и нет затрат на уборщик мусора, ведь структура будет создана в стеке. Хотя на практике я лично ничего такого не встречал. Мне это напомнило библиотеку ffmpeg со структурами, описывающими кодеки.

Comments

[AtomKrieg]

коллега полагает? А коллега не пробовал потестировать производительность?

[AlekseenkoAV]

В том то и дело, что нет.

[AtomKrieg]

AlekseenkoAV: Хехе, ну тогда однозначно надо создать вопрос на тостере :) Коллеге даже код из IL написали в ответе

Answer 1

[Алексей Павлов]

Код:

class MyClass
{
    public void Test()
    { }
    public static void TestStatic()
    { }
}

struct MyStruct
{
    public void Test()
    { }
    public static void TestStatic()
    { }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        MyClass.TestStatic();
        MyStruct.TestStatic();

        var c = new MyClass();
        c.Test();
        var s = new MyStruct();
        s.Test();
    }
}

IL-код:

.method private hidebysig static void  Main(string[] args) cil managed
{
  .entrypoint
  // Code size       43 (0x2b)
  .maxstack  1
  .locals init ([0] class ClassOrStructApp.MyClass c,
           [1] valuetype ClassOrStructApp.MyStruct s)
  IL_0000:  nop
  IL_0001:  call       void ClassOrStructApp.MyClass::TestStatic()
  IL_0006:  nop
  IL_0007:  call       void ClassOrStructApp.MyStruct::TestStatic()
  IL_000c:  nop
  IL_000d:  newobj     instance void ClassOrStructApp.MyClass::.ctor()
  IL_0012:  stloc.0
  IL_0013:  ldloc.0
  IL_0014:  callvirt   instance void ClassOrStructApp.MyClass::Test()
  IL_0019:  nop
  IL_001a:  ldloca.s   s
  IL_001c:  initobj    ClassOrStructApp.MyStruct
  IL_0022:  ldloca.s   s
  IL_0024:  call       instance void ClassOrStructApp.MyStruct::Test()
  IL_0029:  nop
  IL_002a:  ret
} // end of method Program::Main

Анализ: Вызовы статического метода класса или структуры идентичны. Вызовы обычных методов класса и структуры похожи, но не идентичны. Дополнительно, для создания объекта его нужно создавать в куче и собирать коллектором мусора.

Результат: если вызывается статический метод, то разницы нет. Если метод обычный, не статический, то некоторая разница имеется, но в основном - в том, что объект нужно будет собирать ненужный объект в GC. Но в данном случае объект будет в нулевом поколении, сборка такого объекта почти бесплатна.

Вывод: используйте статические классы для хелперов.

Comments

[Алексей Павлов]

Вот хорошая статья про это: epetrukhin.blogspot.ru/2011/04/call-vs-callvirt-1.html

[AlekseenkoAV]

Вот большое спасибо :)

Answer 2

[xmoonlight]

Конечно, в структуре, т.к. не резервируется память на объект, потому что его нет.
Класс обычно нужен для промежуточного сохранения состояний данного объекта(ов).
Т.е. фактически класс - это динамическая структура.

Comments

[AlekseenkoAV]

Можете привести хотя бы один open source проект где, используются структуры для агрегации методов, если не затруднит? Интересно было бы взглянуть.

[xmoonlight]

AlekseenkoAV: их много на гитхабе - поищите.

Answer 3

[Петр]

Методы классов или структур это обычные функции, которые имеют скрытый параметер на инстанс класса/структуры. Так что нет разницы по скорости доступа. С виртуальными функциями почти также.

Если показать образно, то это так:

class MyClass
{
   public void Test();
}
// равнозначно
void Test(MyClass hiddenThis);

Comments

[AlekseenkoAV]

Позволю себе с вами не согласиться, так как вызов виртуальных функций более накладная процедура нежели просто вызов обычной функции. Я накидал вот такой тест:

class ClassTest
    {
        public virtual void m1() { }
    }

    struct StructTest
    {
        public  void m1() { }
    }


    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            DateTime dtStart = DateTime.Now;
            
            ClassTest t1 = new ClassTest();
            for (int i = 0; i < 200000000; i++)
            {
                t1.m1();
            }

            Console.WriteLine("class invoke time " + (DateTime.Now - dtStart).TotalMilliseconds);


            dtStart = DateTime.Now;

            StructTest t2 = new StructTest();
            for (int i = 0; i < 200000000; i++)
            {
                t2.m1();
            }

            Console.WriteLine("struct invoke time " + (DateTime.Now - dtStart).TotalMilliseconds);

        }
    }

[Петр]

AlekseenkoAV: Я и написал слово "почти". В случае виртуальных функций просто задействуется для поиска функции таблица VMT. На что и тратиться больше времени.