C#(含Unity)unsafe指针快速反射第五篇（性能比较篇 ）

C#(含Unity)unsafe指针快速反射第一篇（字段篇 ）

C#(含Unity)unsafe指针快速反射第二篇（属性篇 ）

C#(含Unity)unsafe指针快速反射第三篇（数组篇 ）

C#(含Unity)unsafe指针快速反射第四篇（整合篇 ）

Unity3D（已完成iL2cpp和Mono的编译）请访问：smopu/unity3d_quick_reflection: 在unity3D中使用指针进行快速反射 (github.com)

.Net Framework 和.Net Core请访问：smopu/CSharp_QuickReflection: C# .Net Framework Quick Reflection 快速反射 (github.com)

本次测试的Unity3D源代码在 smopu/UnityReflectionCompare: Unity下各种反射方式的性能比较 (github.com)

本次测试的.Net 源代码在 smopu/ReflectionCompare: 各种C#反射方式的性能比较 (github.com)

感谢冰封百度提供的帮助，我这里修改了他在博客上的Emit技术、表达式树技术的使用代码，博客原文Unity C# 反射性能优化 - 冰封百度的学习笔记 - SegmentFault 思否

感谢莫明棋妙对Unity平台的测试帮助，他的Git地址：https://github.com/ajycode

现在开始正式排位，啊不是，开始正式比较性能，在比赛之前，我跟各位观众约定一下本次测试的规则：

本次赛场分为.Net赛场和Unity赛场。我们把所有参赛选手都通过release条件下编译成Dll，然后测试工程使用一个MyClass类，测试工程在执行的时候分debug环境和release环境分别测试，主要以debug环境的结果为主，因为实际项目开发中，大部分项目都使用debug环境，只有部分功能库和插件会用release环境，而反射库是一个基本功能库，所以我们所有参赛选手使用release环境。

本次参赛选手有三位：指针反射PtrReflection，动态编译Emit，表达式树Expression。同时我们有三个对照组选手，1：原生反射System.Reflection，2：直接C#赋值和取值（后面展示源代码），3：通过switch判断字段/属性名字符串来赋值和取值（后面展示源代码）。

三个对照组选手的源代码不参与release条件编译。

本次比赛的MyClass类源代码公示：

 public class MyClass
    {
        public int one;
        public string str;
        public Vector3 point;

        public int One { get; set; }
        public string Str { get; set; }
        public Vector3 Point { get; set; }


        public int[,,] oness;
        public string[,] strss;
        public Vector3[,] pointss;

        public int[] ones;
        public string[] strs;
        public Vector3[] points;


        public static int staticOne = 11;
        public static string staticString = "ADc%";
        public static Vector3 staticVector3 = new Vector3(1.1f, 2.2f, 3.3f);
    }

参赛选手将要对 one、str、point三个字段以及One、Str、Point三个属性进行赋值和取值，字段和属性分开比较，同时还加入不确定类型（object类型）和确定类型的双重比较，循环1000000比较耗时，耗时少的参赛选手将胜出，但是考虑到程序每次执行耗时都会略有不同，所以耗时相差在百分之十之内视为平局，耗时相差的比较方法为：耗时较高的时间/耗时较低的时间-100%

不确定类型（object类型）比较方式就是把字段和属性只看做object类型赋值和取值，确定类型比较方式是在赋值和取值时能确定字段和属性的类型。

本次比赛所有参赛选手在赋值和取值时，有权知道反射的内容是字段还是属性，就像原生反射的那样：FieldInfo和PropertyInfo所区分的那样。

本次比赛以debug环境为主，release环境为参考环境，只有当debug环境下双方选手为平局时，才考虑release环境。debug环境执行三次展示耗时，release执行一次展示耗时。

三名参赛选手指针反射PtrReflection，动态编译Emit，表达式树Expression都有各种的Wrapper对象，我们把Wrapper对象的实例化不计入耗时比较中。每1个需要反射的类对应一个Wrapper对象，在实际工程中第一次反射某个类时需要先生成再通过Wrapper对象，后面再反射这个类的时候只需要1次查找把对应Type的Wrapper对象找到，因为Wrapper对象每个类都只需要生成一次，所以本次比赛不考虑它生成的时间，而且本次比赛三位选手都把Wrapper对象提前生成，所以不影响比赛结果。我们的三个对照组选手均没有Wrapper对象。

三位参赛选手的Wrapper对象如下：

TypeAddrReflectionWrapper reflectionWrapper = new TypeAddrReflectionWrapper(typeof(MyClass));

EmitWrapperType emitWrapperType = new EmitWrapperType(typeof(MyClass));

ExpressionWrapperType expressionWrapperType = new ExpressionWrapperType(typeof(MyClass));

现在展示“直接C#赋值和取值”的源代码

obj.one = 13;
v1 = obj.one;

obj.str = "sad2";
v2 = obj.str;

obj.point = new Vector3(1.1f, 2.2f, 3.3f);
v3 = obj.point; 

下面是"switch"选手的源代码：

 obj.one = 13;
v1 = obj.one;

obj.str = "sad2";
v2 = obj.str;

obj.point = new Vector3(1.1f, 2.2f, 3.3f);
v3 = obj.point;        static void SwitchSetData(MyClass myClass, object data, string name) 
{
    switch (name)
    {
        case "one":
            myClass.one = (int)data;
            break;
        case "str":
            myClass.str = (string)data;
            break;
        case "point":
            myClass.point = (Vector3)data;
            break;
        case "One":
            myClass.One = (int)data;
            break;
        case "Str":
            myClass.Str = (string)data;
            break;
        case "Point":
            myClass.Point = (Vector3)data;
            break;
        case "oness":
            myClass.oness = (int[,,])data;
            break;
        case "strss":
            myClass.strss = (string[,])data;
            break;
        case "pointss":
            myClass.pointss = (Vector3[,])data;
            break;
        case "ones":
            myClass.ones = (int[])data;
            break;
        case "strs":
            myClass.strs = (string[])data;
            break;
        case "points":
            myClass.points = (Vector3[])data;
            break;
    }
}

static object SwitchGetData(MyClass myClass, string name)
{
    switch (name)
    {
        case "one":
            return myClass.one;
        case "str":
            return myClass.str;
        case "point":
            return myClass.point;
        case "One":
            return myClass.One;
        case "Str":
            return myClass.Str;
        case "Point":
            return myClass.Point;
        case "oness":
            return myClass.oness;
        case "strss":
            return myClass.strss;
        case "pointss":
            return myClass.pointss;
        case "ones":
            return myClass.ones;
        case "strs":
            return myClass.strs;
        case "points":
            return myClass.points;
        default:
            return null;
    }
}

我们可以看到，这就是直接通过字符串来赋值取值的硬编码。

对规则有疑问的观众请前往评论区发表您的观点，您的参与将有机会获得额外大礼！！！

下面进行.Net赛区的debug环境比较，以下是三次耗时：

最后一次的成绩，我把文本给出来

C#, 字段： 13.1569 毫秒

switch, 字段： 470.486 毫秒

PtrReflection, 字段, object类型： 186.0537 毫秒

Emit, 字段, object类型： 248.2762 毫秒

Expression, 字段, object类型： 227.9534 毫秒

System.Reflection, 字段, object类型： 1092.092 毫秒

PtrReflection, 属性, object类型： 162.2727 毫秒

Emit, 属性, object类型： 206.9175 毫秒

Expression, 属性, object类型： 207.5198 毫秒

System.Reflection, 属性, object类型： 1966.1938 毫秒

PtrReflection, 字段,指定类型（值类型无装箱,传参无拷贝）：92.1995 毫秒

Emit, 字段, 指定类型（值类型无装箱）： 173.3449 毫秒

Expression, 字段, 指定类型（值类型无装箱）： 149.5582 毫秒

PtrReflection, 属性,指定类型（值类型无装箱）： 122.3596 毫秒

Emit, 属性, 指定类型（值类型无装箱）： 183.5979 毫秒

Expression, 属性, 指定类型（值类型无装箱）： 207.9753 毫秒

下面进行.Net赛区的release环境比较，以下是1次耗时：

C#, 字段： 2.9452 毫秒

switch, 字段： 97.3043 毫秒

PtrReflection, 字段, object类型： 108.2992 毫秒

Emit, 字段, object类型： 223.9893 毫秒

Expression, 字段, object类型： 290.535 毫秒

System.Reflection, 字段, object类型： 1219.6261 毫秒

PtrReflection, 属性, object类型： 110.1392 毫秒

Emit, 属性, object类型： 137.3991 毫秒

Expression, 属性, object类型： 166.3366 毫秒

System.Reflection, 属性, object类型： 1862.1221 毫秒

PtrReflection, 字段,指定类型（值类型无装箱,传参无拷贝）：31.7233 毫秒

Emit, 字段, 指定类型（值类型无装箱）： 129.0019 毫秒

Expression, 字段, 指定类型（值类型无装箱）： 119.0279 毫秒

PtrReflection, 属性,指定类型（值类型无装箱）： 43.4737 毫秒

Emit, 属性, 指定类型（值类型无装箱）： 122.3448 毫秒

Expression, 属性, 指定类型（值类型无装箱）： 158.7886 毫秒

有观众可能疑惑，为什么switch硬编码耗时在debug环境里面反而这么慢？因为switch在debug环境中效率就是很低，跟字符串字典查询差不多，再加上转换为object的装箱操作，所以就比三位参赛选手都慢，而switch硬编码在release里面才是真正提高了效率，然而在relesase环境下仍然比不过指针反射PtrReflection，原因是因为指针反射用了更高效的字符串匹配算法。（在本人后面的文章会讲解更高效的字符串匹配算法）

其他两个参照组还是不出意料，C#直接读写的速度肯定是最快的，而原生的反射是最慢的。

三位选手在object类型比较中其实成绩差不多，Emit综合而言效率最低。在指定类型比较中指针反射效率拉开了其他两位选手一段距离，原因是指针反射传参时（值类型传参会拷贝参数）无拷贝，直接指针操作地址赋值。

在release模式，指针反射完美胜出。但我们不考虑release模式。

Unity赛场理论上我们还会考虑AOT环境下的问题，也就是IL2Cpp、iOS、WebGL等平台。但是Expression和Emit都用到及时编译（JIT）技术，导致AOT环境下不能使用。

现在开始Unity赛场的比赛，Unity赛场，采用编辑器模式和mono编译模式，由于Expression和Emit在IL2Cpp中不能使用，所以不采取IL2Cpp编译模式。

第一次比较：

第二次比较

第三次比较

第三次比较结果的文本：

C#, 字段： 1.6263 毫秒

switch, 字段： 113.5346 毫秒

PtrReflection, 字段, object类型： 158.5009 毫秒

Emit, 字段, object类型： 162.632 毫秒

Expression, 字段, object类型： 146.8331 毫秒

System.Reflection, 字段, object类型： 1678.3367 毫秒

PtrReflection, 属性, object类型： 174.0234 毫秒

Emit, 属性, object类型： 166.9311 毫秒

Expression, 属性, object类型： 174.8529 毫秒

System.Reflection, 属性, object类型： 2459.9966 毫秒

PtrReflection, 字段,指定类型（值类型无装箱,传参无拷贝）：32.1415 毫秒

Emit, 字段, 指定类型（值类型无装箱）： 77.8912 毫秒

Expression, 字段, 指定类型（值类型无装箱）： 79.1044 毫秒

PtrReflection, 属性,指定类型（值类型无装箱）： 33.6443 毫秒

Emit, 属性, 指定类型（值类型无装箱）： 86.6389 毫秒

Expression, 属性, 指定类型（值类型无装箱）： 86.7509 毫秒

下面是mono编译成exe执行后的比较结果：

可以看到，在Unity赛场，指针反射在Object类型读写属性的效率上还是比较落后，但综合实力仍然领先。

目前，本人宣布C#第一届反射效率比赛.Net赛场比赛结果：指针反射PtrReflection荣获冠军，表达式树Expression荣获亚军，动态编译Emit荣获季军！让我们恭喜各位选手！

想要报名参赛的选手请前往评论区留言，您的报名将会获得惊喜！！！