使用 BenchmarkDotNet 对 .NET 代码进行性能基准测试

B站影视 2024-11-28 08:42 2

摘要:在软件开发领域,性能基准测试是确保软件系统高效、稳定运行的重要环节。它可以帮助你评估应用程序的性能,了解其在不同条件下的响应时间、吞吐量、资源利用率等。通过基准测试,你可以确定系统在处理特定工作负载时的性能表现。

在软件开发领域,性能基准测试是确保软件系统高效、稳定运行的重要环节。它可以帮助你评估应用程序的性能,了解其在不同条件下的响应时间、吞吐量、资源利用率等。通过基准测试,你可以确定系统在处理特定工作负载时的性能表现。

BenchmarkDotNet是一个基于.NET开源、功能全面、易于使用的性能基准测试框架,它为.NET开发者提供了强大的性能评估和优化能力。通过自动化测试、多平台支持、高级统计分析和自定义配置等特性,Benchmarkdotnet帮助开发者更好地理解和优化软件系统的性能表现。

支持的语言:C#、F#、Visual Basic。

支持的操作系统:Windows、Linux、macOS。

支持的架构:x86、x64、ARM、ARM64、Wasm 和 LoongArch64。

支持的运行时:.NET 5+、.NET Framework 4.6.1+、.NET Core 3.1+、Mono、NativeAOT。

创建名为:BenchmarkDotNetExercise的.NET 9控制台应用。在NuGet包管理器中搜索:包进行安装:接下来我们对.NET中常见的三种加密哈希函数:MD5、SHA256、SHA1进行性能基准测试,来一起分析一下哪一种哈希算法性能更优、效率更快。HashFunctionsBenchmark [MemoryDiagnoser]//记录内存分配情况
public class HashFunctionsBenchmark
{
private readonly string _inputData;

publicHashFunctionsBenchmark
{
// 使用一个较长的字符串作为输入,以更好地反映哈希函数的性能
_inputData = new string('y', 1000000);
}

[Benchmark]
public byteMD5Hash
{
using (MD5 md5 = MD5.Create)
{
return md5.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(_inputData));
}
}

[Benchmark]
public byteSHA256Hash
{
using (SHA256 sha256 = SHA256.Create)
{
return sha256.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(_inputData));
}
}

[Benchmark]
public byteSHA1Hash
{
using (SHA1 sha1 = SHA1.Create)
{
return sha1.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(_inputData));
}
}
}
运行基准测试 internal class Program
{
static void Main(string args)
{
var summary = BenchmarkRunner.Run;
}
}
注意一定要设置为:Release模式运行,假如为Debug模式会提示下面异常:// Validating benchmarks:
// * Assembly BenchmarkDotNetExercise which defines benchmarks is non-optimized
Benchmark was built without optimization enabled (most probably a DEBUG configuration). Please, build it in RELEASE.
If you want to debug the benchmarks, please see https://benchmarkdotnet.org/articles/guides/troubleshooting.html#debugging-benchmarks.
分析生成的报告说明:

Mean: 所有测量值的算术平均值。

Error: 99.9% 置信区间的一半。

StdDev: 所有测量值的标准差。

Gen0: 第 0 代 GC 每 1000 次操作收集一次。

Gen1: 第 1 代 GC 每 1000 次操作收集一次。

Gen2: 第 2 代 GC 每 1000 次操作收集一次。

Allocated: 每次操作分配的内存(仅托管内存,包含所有内容,1KB = 1024B)。

1 ms: 1 毫秒(0.001 秒)。

报告分析:MethodMeanErrorStdDevGen0Gen1Gen2AllocatedMD5Hash1.952 ms0.0169 ms0.0158 ms197.2656197.2656197.2656976.9 KBSHA256Hash3.907 ms0.0157 ms0.0147 ms195.3125195.3125195.3125976.93 KBSHA1Hash1.780 ms0.0231 ms0.0193 ms197.2656197.2656197.2656976.92 KB

MD5Hash 的平均耗时稍长于 SHA1Hash,但误差和标准差较小,性能稳定性较好,垃圾回收次数与 SHA1Hash 相同。

SHA256Hash 的平均耗时最长,但误差和标准差最小,性能稳定性最好,垃圾回收次数略少于 MD5Hash 和 SHA1Hash。

SHA1Hash 的平均耗时最短,但误差和标准差较大,表示其性能虽然优越但不太稳定。

MarkdownExporter:导出Markdown格式。

AsciiDocExporter:导出AsciiDoc格式。

HtmlExporter:导出HTML格式。

CsvExporter:导出CSV(逗号分隔值)格式。

RPlotExporter:导出R绘图文件格式。

[MarkdownExporter, AsciiDocExporter, HtmlExporter, CsvExporter, RPlotExporter]
public class HashFunctionsBenchmark
{
}

更多项目实用功能和特性欢迎前往项目开源地址查看👀,别忘了给项目一个Star支持💖。

开源地址:https://github.com/dotnet/BenchmarkDotNet

文章示例:https://github.com/YSGStudyHards/DotNetExercises/tree/master/BenchmarkDotNetExercise

来源:opendotnet

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