前几天笔者提交了关于FasterKvCache的性能优化代码，其中有一个点就是我把一些后续不需要继承的类设置为了sealed密封类，然后就有小伙伴在问，为啥这个地方需要设置成sealed？ 提交的代码如下所示： 一般业务开发的同学可能接触密封类比较少，密封类除了框架设计约束（不能被继承）以外，还有一个微小的性能提升，不过虽然它是一个微小的优化点，多框架开发的作者都会做这样的优化，如果方法调用的频次很高，那也会带来很大的收益。 笔者最开始是从。NETruntime中的代码学习到这一个优化技巧，后面有看到meziantou大佬的文章performancebenefitsofsealedclass〔1〕完整的学习了一下。 然后本来是想翻译一下这篇文章，找了下发现Weihan大佬今年年初翻译了meziantou大佬的文章，质量非常高的中文版，大家可以戳链接看看，既然如此在本文中带大家回顾一下文章中例子，另外从JITASM的层面分析为什么性能会有提升。性能优势虚方法调用 在上面提到的文章例子中，有一个虚方法的调用，大家其实要明白一点，现在面向对象的封装、继承、多态中的多态实现主要就是靠虚方法。 一个类型可能会有子类，子类可能会重写类型的方法从而达到不同的行为（多态），而这些重写的方法都在虚方法表里，调用的话就需要查表。 回到文中的代码，大佬构建了一个这样的测试用例： publicclassSealedBenchmark ｛ readonlyNonSealedTypenonSealedTypenew（）； readonlySealedTypesealedTypenew（）； 〔Benchmark（Baselinetrue）〕 publicvoidNonSealed（） ｛ JIT不能知道nonSealedType的实际类型。 它可能已经被另一个方法设置为派生类。 所以，为了安全起见，它必须使用一个虚拟调用。 nonSealedType。Method（）； ｝ 〔Benchmark〕 publicvoidSealed（） ｛ JIT确信sealedType是一个SealedType。由于该类是密封的。 它不可能是一个派生类型的实例。 所以它可以使用直接调用，这样会更快。 sealedType。Method（）； ｝ ｝ 基类 internalclassBaseType ｛ publicvirtualvoidMethod（）｛｝ ｝ 非密封的派生类 internalclassNonSealedType：BaseType ｛ publicoverridevoidMethod（）｛｝ ｝ 密封的派生类 internalsealedclassSealedType：BaseType ｛ publicoverridevoidMethod（）｛｝ ｝ 取得的结果就是密封类要比非密封的快98。 那么为什么会这样呢？首先我们来比较一下两个方法的IL代码，发现是一模一样的，对于方法调用都是用了callvirt（它就是用来调用虚方法的，想了解更多详情可以看这里〔2〕），因为instance是从字段中加载的，编译器无法知道具体的类型，只能使用callvirt。 那区别在哪里呢？我们可以看到JIT生成后的汇编代码，可以很清楚的看到密封类少了两条指令，因为JIT可以从密封类中知道它不可能被继承，也不可能被重写，所以是直接跳转到密封类目标方法执行，而非密封类还有一个查表的过程。而现在很多大佬聊天说JIT的去虚拟化其实主要就是在JIT编译时去除了callvirt调用。 另外文中也提到了一段代码，如果JIT能确定类型，也是直接调用的： voidNonSealed（） ｛ varinstancenewNonSealedType（）； instance。Method（）；JIT知道instance是NonSealedType，因为它是在方法中被创建的， 从未被修改过，所以它使用直接调用 ｝ voidSealed（） ｛ varinstancenewSealedType（）； instance。Method（）；JIT知道类型是SealedType，所以直接调用 ｝ 此时两者的汇编代码没有任何区别，都是直接jmp到目标方法。 发现一个有趣的东西，如果我们切到。NETFramework的JIT，可以发现。NETFramework的JIT没有。NET生成的这么高效，没有直接jmp到目标方法，而是多了一层call和ret。所以，朋友们还等什么呢？快升级。NET版本吧。对象类型转换（isas） 同样有下面这样一段代码，测试密封类和非密封类的对象类型转换性能： publicclassSealedBenchmark ｛ readonlyBaseTypebaseTypenew（）； 〔Benchmark（Baselinetrue）〕 publicboolIsSealed（）baseTypeisSealedType； 〔Benchmark〕 publicboolIsNonSealed（）baseTypeisNonSealedType； ｝ internalclassBaseType｛｝ internalclassNonSealedType：BaseType｛｝ internalsealedclassSealedType：BaseType｛｝ 毫无疑问，密封类快91。 IL层面，两个方法都是一模一样： 可以看到密封类的代码相当高效，直接比较一下就转换类型返回了，而非密封类还需要call方法走查表流程：数组 。NET的数组是协变的，协变兼容的话就意味着在添加进入数组时需要检查它的类型，而如果是密封类那就可以删除检查，同样有下面一段代码： publicclassSealedBenchmark ｛ SealedType〔〕sealedTypeArraynewSealedType〔100〕； NonSealedType〔〕nonSealedTypeArraynewNonSealedType〔100〕； 〔Benchmark（Baselinetrue）〕 publicvoidNonSealed（） ｛ nonSealedTypeArray〔0〕newNonSealedType（）； ｝ 〔Benchmark〕 publicvoidSealed（） ｛ sealedTypeArray〔0〕newSealedType（）； ｝ ｝ internalclassBaseType｛｝ internalclassNonSealedType：BaseType｛｝ internalsealedclassSealedType：BaseType｛｝ 密封类的性能要高14左右。 打开IL代码，两者编译出的方法都是一样的，但是跳转到汇编代码可以发现差别，同样的是Stelem。Ref给数组赋值，密封类只是检查了一下数组长度，然后直接赋值，而非密封类还需要调用System。Runtime。CompilerServices。CastHelpers。StelemRef进行检查才能完成赋值。将数组转换为Span 和数组一样，将数组转换为Span时也需要插入类型检查，有如下测试代码： publicclassSealedBenchmark ｛ SealedType〔〕sealedTypeArraynewSealedType〔100〕； NonSealedType〔〕nonSealedTypeArraynewNonSealedType〔100〕； 〔Benchmark（Baselinetrue）〕 publicSpanNonSealed（）nonSealedTypeArray； 〔Benchmark〕 publicSpanSealed（）sealedTypeArray； ｝ publicclassBaseType｛｝ publicclassNonSealedType：BaseType｛｝ publicsealedclassSealedType：BaseType｛｝ 密封类的性能要高50： 同样，这也是IL一模一样的，在JIT阶段做的优化，可以明显的看到，JIT为非密封类单独做了类型检查：总结 笔者在FasterKvCache代码中将一些类设置为sealed的原因显而易见：为了让类的职责更加清晰，在设计中没有计划让它有派生类为了性能的提升，JIT优化可以让其方法调用更快 还有更多有趣的东西（比如IDE智能提示将类设置为密封，如何使用dotnetformat集成这些分析），大家可以翻阅原文或者Weihan大佬翻译的文章。https：www。meziantou。netperformancebenefitsofsealedclass。htmhttps：mp。weixin。qq。comsdZlEjOB8jx0ku8eN8AhpzQ。NET性能优化交流群 相信大家在开发中经常会遇到一些性能问题，苦于没有有效的工具去发现性能瓶颈，或者是发现瓶颈以后不知道该如何优化。于是很高兴的在这里宣布，我创建了一个专门交流。NET性能优化经验的群组，主题包括但不限于：如何找到。NET性能瓶颈，如使用APM、dotnettools等工具。NET框架底层原理的实现，如垃圾回收器、JIT等等如何编写高性能的。NET代码，哪些地方存在性能陷阱 希望能有更多志同道合朋友加入，分享一些工作中遇到的。NET性能问题和宝贵的性能分析优化经验。由于已经达到200人，可以加我微信，我拉你进群：ls1075 参考资料 〔1〕 performancebenefitsofsealedclass：https：www。meziantou。netperformancebenefitsofsealedclass。htm 〔2〕 这里：https：learn。microsoft。comzhcndotnetapisystem。reflection。emit。opcodes。callvirt？viewnet7。0
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