C#中表达式树和反射来访问对象属性的性能比较浅析

作者：袖梨 2022-06-25

今天在工作上遇到这么个需求：需要获取对象上所有属性的值，但并事先并不知道对象的类型。我的第一反应就是使用反射，但是这个操作会进行多次，大量的反射肯定会有性能影响。虽然对我这个项目无关紧要，但我还是选择了另外一种解决方案：构建表达式树，再生成委托，然后将委托缓存在字典里。代码如下:

首先构建表达式树(类似这种形式：'(a) => a.xx')，并生成委托：

代码如下

复制代码

private static Delegate BuildDynamicGetPropertyValueDelegate(PropertyInfo property)
{
var instanceExpression = Expression.Parameter(property.ReflectedType, "instance");
var memberExpression = Expression.Property(instanceExpression, property);

var lambdaExpression = Expression.Lambda(memberExpression, instanceExpression);
return lambdaExpression.Compile();
}

接着，当需要获取属性的值时，先在字典里查看是否有已经生成好的委托，有的话取出委托执行获取属性值。没有则构建表达式树生成委托，并放入字典中：

代码如下

复制代码

private static Dictionary delegateCache = new Dictionary();

public static object GetPropertyValueUseExpression(TObject obj, PropertyInfo property)
{
    if (delegateCache.ContainsKey(property))
    {
        var func = (Func)delegateCache[property];
        return func(obj);
    }

    var getValueDelegate = BuildDynamicGetPropertyValueDelegate(property);
    delegateCache[property] = getValueDelegate;
    return ((Func)getValueDelegate)(obj);
}

就这么简单，完成之后，我想测试一下表达式树版本和反射版本的性能差距如何，于是我又简单实现反射版本作为测试对比：

代码如下	复制代码
public static object GetPropertyValueUseReflection(TObject obj, PropertyInfo propertyInfo) { return propertyInfo.GetValue(obj); }

接下来是两者的测试代码：

代码如下

复制代码

class Car
{
    public string Make { get; set; }
    public string Model { get; set; }
    public int Capacity { get; set; }
}

.....

int repeatTimes = 10000;
PropertyInfo property = typeof(Car).GetProperty("Make");
Car car = new Car();

Stopwatch stopwatch = Stopwatch.StartNew();
for (int i = 0; i < repeatTimes; i++)
{
GetPropertyValueUseExpression(car, property);
}
stopwatch.Stop();
Console.WriteLine("Repeated {0}, Cache in Dictionary expression used time: {1} ms", repeatTimes, stopwatch.ElapsedTicks);

stopwatch.Reset();
stopwatch.Start();
for (int i = 0; i < repeatTimes; i++)
{
GetPropertyValueUseReflection(car, property);
}
stopwatch.Stop();
Console.WriteLine("Repeated {0}, reflection used time: {1} ms", repeatTimes, stopwatch.ElapsedTicks);

在我的预想之中是这样的：表达式树版本在调用次数很少的情况下会慢于反射版本，随着次数增多，表达式树版本的优势会越来越明显。

但是测试结果却出乎我的意料!!!

在调用次数为十万、百万、千万次的情况下，两者所用的时间差不多，而且反射版本居然还要快一些。这可让我郁闷不已。

郁闷之后，我就在想是不是因为字典的原因导致两者性能差不多，就添加了以下测试代码：

代码如下	复制代码
stopwatch.Reset(); stopwatch.Start(); var func = (Func)BuildDynamicGetPropertyValueDelegate(property); for (int i = 0; i < repeatTimes; i++) { func(car); } stopwatch.Stop(); Console.WriteLine("Repeated {0}, Immediate call expression used time: {1} ticks", repeatTimes, stopwatch.ElapsedTicks);