.NET8 极致性能优化 CHRL(CORINFO_HELP_RNGCHKFAIL)

本文涉及的产品
注册配置 MSE Nacos/ZooKeeper,118元/月
函数计算FC,每月15万CU 3个月
应用实时监控服务-用户体验监控,每月100OCU免费额度
简介: .NET8 在 .NET7 的基础上进行了进一步的优化,比如 CHRL (全称:CORINFO_HELP_RNGCHKFAIL)优化技术,它是边界检查,在 .NET7 里面它已经进行了部分优化,但是 .NET8 里面它继续优化,类似人工智能,.NET8 能意识到某些性能问题,从而进行优化。

前言

.NET8.NET7 的基础上进行了进一步的优化,比如 CHRL (全称:CORINFO_HELP_RNGCHKFAIL)优化技术,CORINFO_HELP_RNGCHKFAIL 是边界检查,在 .NET7 里面它已经进行了部分优化,但是 .NET8 里面它继续优化,类似人工智能,.NET8 能意识到某些性能问题,从而进行优化。

概述

JIT 会对数组,字符串的范围边界进行检查。比如数组的索引是否在数组长度范围内,不能超过。所以 JIT 就会产生边界检查的步骤。


public class Tests
{
   
    private byte[] _array = new byte[8];
    private int _index = 4;

    public void Get() => Get(_array, _index);

    [MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
    private static byte Get(byte[] array, int index) => array[index];
}

Get 函数 .NET7ASM 如下:

; Tests.Get(Byte[], Int32)
       sub       rsp,28
       cmp       edx,[rcx+8]
       jae       short M01_L00
       mov       eax,edx
       movzx     eax,byte ptr [rcx+rax+10]
       add       rsp,28
       ret
M01_L00:
       call      CORINFO_HELP_RNGCHKFAIL
       int       3

cmp 指令把数组的 MT(方法表) 偏移 8 位置的数组长度与当前的数组索引对比,两者如果索引大于(后者)或等于(jae)数组长度(前者)的时候。就会跳转到 CORINFO_HELP_RNGCHKFAIL 进行边界检查,可能会引发超出引范围的异常 IndexOutOfRangeException。但是实际上这段这段代码的访问只需要两个 mov,一个是数组的索引,一个是(MT+0x10+索引)取其值返回即可。所以这个地方有清晰可见的优化的地方。

.NET8 学习了一些范围边界的智能化优化,也就说,有的地方不需要边界检查,从而把边界检查优化掉,用以提高代码的性能。下面例子:

private readonly int[] _array = new int[7];
public int GetBucket() => GetBucket(_array, 42);
private static int GetBucket(int[] buckets, int hashcode) =>
buckets[(uint)hashcode % buckets.Length];

.NET7 它的 ASM 如下:

; Tests.GetBucket()
       sub       rsp,28
       mov       rcx,[rcx+8]
       mov       eax,2A
       mov       edx,[rcx+8]
       mov       r8d,edx
       xor       edx,edx
       idiv      r8
       cmp       rdx,r8
       jae       short M00_L00
       mov       eax,[rcx+rdx*4+10]
       add       rsp,28
       ret
M00_L00:
       call      CORINFO_HELP_RNGCHKFAIL
       int       3

它依然进行了边界检查,然 .NET8JIT 能自动识别到 (uint)hashcode%buckets.Length 这个索引不可能超过数组的长度也就是 buckets.Length。所以 .NET8 可以省略掉边界检查,如下 .NET8 ASM

; Tests.GetBucket()
       mov       rcx,[rcx+8]
       mov       eax,2A
       mov       r8d,[rcx+8]
       xor       edx,edx
       div       r8
       mov       eax,[rcx+rdx*4+10]
       ret

再看下另外一个例子:

public class Tests
{
   
    private readonly string _s = "\"Hello, World!\"";

    public bool IsQuoted() => IsQuoted(_s);

    private static bool IsQuoted(string s) =>
      s.Length >= 2 && s[0] == '"' && s[^1] == '"';
}

IsQuoted 检查字符串是否至少有两个字符,并且字符串开头和结尾均以引号结束,s[^1] 表示 s[s.Length - 1] 也就是字符串的长度。

.NET7 ASM 如下:

; Tests.IsQuoted(System.String)
       sub       rsp,28
       mov       eax,[rcx+8]
       cmp       eax,2
       jl        short M01_L00
       cmp       word ptr [rcx+0C],22
       jne       short M01_L00
       lea       edx,[rax-1]
       cmp       edx,eax
       jae       short M01_L01
       mov       eax,edx
       cmp       word ptr [rcx+rax*2+0C],22
       sete      al
       movzx     eax,al
       add       rsp,28
       ret
M01_L00:
       xor       eax,eax
       add       rsp,28
       ret
M01_L01:
       call      CORINFO_HELP_RNGCHKFAIL
       int       3

注意看 .NET7 的骚操,它实际上进行了边界检查,但是只检查了一个,因为它只有一个 jae 指令跳转。这是为什么呢?JIT 已经知道不需要对 s[0] 进行边界检查,因为 s.Length >= 2 已经检查过了,只要是小于2 的索引(因为索引是无符号,没有负数)都不需要检查。但是依然对 s[s.Length - 1] 进行了边界检查,所以 .NET7 虽然也是骚操,但是它这个骚操不够彻底。

我们来看下 .NET8 的骚操,.NET8 ASM 如下:

; Tests.IsQuoted(System.String)
       mov       eax,[rcx+8]
       cmp       eax,2
       jl        short M01_L00
       cmp       word ptr [rcx+0C],22
       jne       short M01_L00
       dec       eax
       cmp       word ptr [rcx+rax*2+0C],22
       sete      al
       movzx     eax,al
       ret
M01_L00:
       xor       eax,eax
       ret

完全没有了边界检查,JIT 不仅意识到 s[0] 是安全的,因为检查过了 s.Length >= 2。因为检查过了 s.Length >= 2,还意识到 s.length > s.Length-1 >=1。所以不需要边界检查,全给它优化掉了。

可以看到 .NET8 的性能优化的极致有多厉害,它基本上榨干了 JIT 的引擎,让其进行最大智能化程度的优化。

转载声明:

目录
相关文章
|
11月前
|
存储 开发框架 缓存
.NET8 极致性能优化 VM
VM 是 CLR 的一部分,但是它不包括 GC 和 JIT。它主要的作用是进行类型的识别和 DLL (托管以及非托管)的加载。可以看到 VM 是一个比较重要的部分,.NET8 里面对它也进行了优化,属于核心级的优化。
134 1
|
.NET 开发框架
ASP.NET性能优化之文件同步
Microsoft同步工具SyncToy http://www.cnblogs.com/daizhj/archive/2009/11/03/1595395.html http://www.cnblogs.
842 0
|
Web App开发 缓存 JavaScript
ASP.NET性能优化之局部缓存
在网站的开发过程中,经常碰到的一类需求场景是: 1:页面含热点新闻,热点新闻部分需要10分钟更新一次,而整个页面的其它部分1天内都不会变动; 2:首页的某个BANNER需要显式:欢迎***; 上面场景中的1,如果整个页面的缓存失效都定为10分钟,则势必增加性能开销,所以最好的策略是页面的不同部分采用不同的缓存失效时长。
1366 0
|
Web App开发 缓存 监控
ASP.NET性能优化之反向代理缓存
到目前为止,我们讨论了把缓存存放在ASP.NET的输出缓存中(内存和硬盘),以及浏览器缓存中,而大型站点的另一种常用做法是将缓存部署在反向代理服务器上,这类缓存我们通常称之为反向代理缓存,比如Squid和Varnish。
981 0
|
Web App开发 缓存 .NET
ASP.NET性能优化之让浏览器缓存动态网页
上一篇《ASP.NET性能优化之构建自定义文件缓存》我们通过OutputCache,让请求去访问服务器asp.net的输出缓存,我们扩展了OutputCacheProvider,这相当于是访问服务器上的静态资源。
830 0
|
2月前
|
开发框架 前端开发 JavaScript
ASP.NET MVC 教程
ASP.NET 是一个使用 HTML、CSS、JavaScript 和服务器脚本创建网页和网站的开发框架。
41 7