SIMD

Mono團(tuán)隊(duì)一直以他們對(duì)SIMD，即單指令流多數(shù)據(jù)流特性的支持引以為傲。SIMD是一種CPU指令集，它能夠在同一時(shí)間對(duì)最多8個(gè)值進(jìn)行同一操作。而隨著.NET CLR版本4.6的推出，Windows開發(fā)者終于也能夠使用這一特性了。

為了實(shí)際觀察一下SIMD的效果，可以參考一下這個(gè)示例。假設(shè)你需要通過c[i] = a[i] + b[i]這種形式對(duì)兩個(gè)數(shù)組進(jìn)行相加，以得到第三個(gè)數(shù)組。通過使用SIMD，你可以按照以下方式編寫代碼：

for (int i = 0; i < size; i += Vector.Count)  {      Vectorv = new Vector(A,i) + new Vector(B,i);      v.CopyTo(C,i);  }

請(qǐng)注意這個(gè)循環(huán)是如何按Vector<int>.Count的取值進(jìn)行遞增的，根據(jù)CPU類型的不同，它的取值可能是4或是8。.NET JIT編譯器將根據(jù)CPU的不同生成相應(yīng)的代碼，以4或8的值對(duì)數(shù)組進(jìn)行批量相加。

這種方式看起來有些繁瑣，因此微軟還提供了一系列輔助類，包括：

• Matrix3x2 結(jié)構(gòu)

• Matrix4x4結(jié)構(gòu)

• Plane結(jié)構(gòu)

• Quaternion結(jié)構(gòu)

• Vector 類

• Vector(T) 結(jié)構(gòu)

• Vector2結(jié)構(gòu)

• Vector3結(jié)構(gòu)

• Vector4結(jié)構(gòu)

程序集卸載

恐怕大多數(shù)開發(fā)者都不知道這一點(diǎn)：.NET經(jīng)常會(huì)對(duì)同一個(gè)程序集加載兩次。發(fā)生這種情況的條件是.NET首先加載了某個(gè)程序集的IL版本，隨后又加載了同一程序集的NGEN版本（即預(yù)編譯版本）。這種方式對(duì)于物理內(nèi)存來說是相當(dāng)嚴(yán)重的浪費(fèi)，尤其是對(duì)諸如Visual Studio這樣的大型32位應(yīng)用程序來說更為明顯。

而在.NET 4.6中，一旦CLR加載了某個(gè)程序集的NGEN版本，它會(huì)自動(dòng)清空對(duì)應(yīng)的IL版本所占用的內(nèi)存。

垃圾回收

早先我們?cè)�討論過.NET 4.0中所引入的垃圾回收滯后時(shí)間模式，雖然這種方式比起讓GC完全停止一段時(shí)間的做法要可靠許多，但對(duì)于許多GC場(chǎng)景來說，這種方式仍算不上完整。

在.NET 4.6中，你將能夠通過一種更精密的方式臨時(shí)中止垃圾回收器的運(yùn)作，新的TryStartNoGCRegion方法允許你指定在小對(duì)象以及大對(duì)象的堆中需要多少內(nèi)存。

如果出現(xiàn)內(nèi)存不足的情況，運(yùn)行時(shí)將會(huì)返回false，或是停止運(yùn)行，直到通過GC清理得到足夠的內(nèi)存為止。你可以通過為TryStartNoGCRegion傳入某個(gè)標(biāo)記的方式控制這一行為，如果你成功地進(jìn)入了某個(gè)無GC區(qū)域（在過程結(jié)束前不允許進(jìn)行GC），那么在過程結(jié)束時(shí)必須調(diào)用EndNoGCRegion方法。

在官方文檔中并沒有說明該方法是否是線程安全的，不過考慮到GC的工作原理，你應(yīng)當(dāng)盡量避免讓兩個(gè)進(jìn)程同時(shí)嘗試改變GC狀態(tài)的做法。

對(duì)于GC的另一項(xiàng)改進(jìn)是它處理pinned對(duì)象（即一旦分配后不可移動(dòng)位置的對(duì)象）的方式。雖然在文檔中對(duì)此方面的描述有些語焉不詳，但當(dāng)你固定了某個(gè)對(duì)象的位置時(shí)，通常也會(huì)固定其相鄰對(duì)象的位置。Rich Lander在文中寫道：

GC將以一種更優(yōu)化的方式處理pinned對(duì)象，因此GC能夠?qū)�pinned對(duì)象周圍的內(nèi)存進(jìn)行更有效地壓縮。對(duì)于大量使用pin方式的大規(guī)模應(yīng)用來說，這一改動(dòng)將極大地改進(jìn)應(yīng)用的性能。

GC對(duì)于如何使用較早的幾代中的內(nèi)存方面也體現(xiàn)出更好的智能性，Rich繼續(xù)寫道：

第1代對(duì)象升級(jí)為第2代對(duì)象的方式也得到了改進(jìn)，以更有效地使用內(nèi)存。在為某一代分配新的內(nèi)存空間之前，GC會(huì)先嘗試使用可用的空間。同時(shí)，在利用可用空間區(qū)域創(chuàng)建對(duì)象時(shí)使用了新的算法，使新分配的空間大小比起從前更接近于對(duì)象的大小。

異步本地存儲(chǔ)

最后一項(xiàng)改進(jìn)與性能并沒有直接的關(guān)系，但通過有效的利用仍然能達(dá)到優(yōu)化的效果。在異步API還沒有流行起來的年代，開發(fā)者可以利用線程本地存儲(chǔ)（TLS）緩存信息。TLS對(duì)于某個(gè)特定的線程來說就像是一種全局對(duì)象，這意味著你可以直接訪問上下文信息并進(jìn)行緩存，而無需顯式地傳遞某種上下文對(duì)象。

而在async/await模式中，線程本地存儲(chǔ)就變得毫無用武之地了。因?yàn)槊看握{(diào)用await的時(shí)候，都有可能跳轉(zhuǎn)至另一個(gè)線程。而且即便僥幸避開了這種情況，但其它代碼也有可能跳轉(zhuǎn)到你的線程中并干擾TLS中的信息。

新版本的.NET引入了異步本地存儲(chǔ)（ALS）機(jī)制以解決這一問題，ALS在語義上等價(jià)于線程本地存儲(chǔ)，但它能夠隨著await的調(diào)用進(jìn)行相應(yīng)的跳轉(zhuǎn)。這一功能將通過AsyncLocal泛型類實(shí)現(xiàn)，其內(nèi)部將調(diào)用CallContext對(duì)象用于保存數(shù)據(jù)。