为啥 C# 编译器在使用 LINQ 方法 Any() 时会创建私有 DisplayClass，我该如何避免它？

Posted 2023-02-16

【中文标题】为啥 C# 编译器在使用 LINQ 方法 Any() 时会创建私有 DisplayClass，我该如何避免它？

【英文标题】：Why does C# compiler create private DisplayClass when using LINQ method Any() and how can I avoid it?为什么 C# 编译器在使用 LINQ 方法 Any() 时会创建私有 DisplayClass，我该如何避免它？

【发布时间】：2015-12-02 06:02:36

【问题描述】：

我有这段代码（整个代码并不重要，但可以在this link上看到）：

internal static class PlayCardActionValidator

    public static bool CanPlayCard(...)
    
        // ...
        var hasBigger =
            playerCards.Any(
                c => c.Suit == otherPlayerCard.Suit
                     && c.GetValue() > otherPlayerCard.GetValue());
        // ...
    

例如在反编译器 (ILSpy) 中打开代码后，我注意到 C# 编译器新创建的类 <>c__DisplayClass0_0 的存在：

如果这段代码对系统性能不重要，这对我来说不是问题。这种方法被调用了数百万次，垃圾收集器正在清理这些<>c__DisplayClass0_0 实例，这会降低性能：

在使用Any 方法时如何避免创建此类（他的实例及其垃圾收集）？

为什么 C# 编译器会创建这个类，我可以使用 Any() 的替代品吗？

【问题讨论】：

这里需要重写你的代码来为捕获的变量otherPlayerCard和trumpCard找到一个安全的家。将它们从局部变量转换为字段，以便它们的值可以保留在方法体之外。 DisplayClass 就是那个安全的家。

不要在热路径上使用 LINQ，这是 Roslyn 代码库的政策。

我通常会避免推荐微优化，但如果此代码运行 数百万 次，则重构此代码以优化速度将是这里的解决方案。 LINQ 很慢。

@DaveShaw 参考？

@DanielA.White - github.com/dotnet/roslyn/wiki/Contributing-Code - 请参阅编码约定。

【参考方案1】：

要了解“显示类”，您必须了解闭包。您在此处传递的 lambda 是一个 闭包，这是一种特殊类型的方法，它神奇地将状态从其所在方法的范围内拖入并“围绕”它。

...当然，除了没有魔法这样的东西。所有这些状态都必须真正存在于某个真实的地方，某个与闭包方法相关的地方，并且可以从中轻松获得。将状态直接与一种或多种方法相关联的编程模式是什么？

没错：类。编译器将 lambda 转换为闭包类，然后在宿主方法中实例化该类，以便宿主方法可以访问类中的状态。

避免这种情况发生的唯一方法是不使用闭包。如果这确实会影响性能，请使用老式的 FOR 循环而不是 LINQ 表达式。

【讨论】：

“任何足够先进的技术都与魔法无异。” - Arthur C. Clarke

【参考方案2】：

使用 Any 方法时如何避免创建此类（他的实例及其垃圾收集）？

为什么 C# 编译器会创建这个类，我可以使用 Any() 的替代方法吗？

其他海报已经解释了为什么部分，所以更好的问题是我怎样才能避免创建闭包？。答案很简单：如果 lambda 仅 使用传递的参数和/或常量，编译器将不会创建闭包。例如：

bool AnyClub()  return playerCards.Any(c => c.Suit == CardSuit.Club); 

bool AnyOf(CardSuit suit)  return playerCards.Any(c => c.Suit == suit); 

第一个不会创建闭包，而第二个会。

考虑到所有这些，并假设您不想使用 for/foreach 循环，您可以创建自己的扩展方法，类似于 System.Linq.Enumerable 中的扩展方法，但带有附加参数。对于这种特殊情况，这样的事情会起作用：

public static class Extensions

    public static bool Any<T, TArg>(this IEnumerable<T> source, TArg arg, Func<T, TArg, bool> predicate)
    
        foreach (var item in source)
            if (predicate(item, arg)) return true;
        return false;
    
 

并将相关代码更改为：

var hasBigger =
    playerCards.Any(otherPlayerCard, 
        (c, opc) => c.Suit == opc.Suit
             && c.GetValue() > opc.GetValue());

【讨论】：

嗯，为什么不为参数或实例成员创建闭包？我知道这不可能被拉出来。

@usr 它将创建一个静态/实例函数并将委托绑定到它。不需要单独的类，因为整个状态由参数和/或this组成。

好的，不需要上课。确实如此。但是该课程的性能影响为零。创建新的委托和闭包实例是昂贵的。我相信问题是关于性能的。他并不关心隐藏类本身。

@usr 好吧，每次调用创建类实例肯定是额外的 GC 压力。此外，当 lambda 不使用实例成员时（如在 OP 情况下），编译器将生成一个带有已编译委托的静态字段（一次）