静态构造函数的性能和为什么我们不能指定beforefieldinit

Question

我碰到一个差排在速度使用以下两种结构：

public struct NoStaticCtor 
{ 
    private static int _myValue = 3; 
    public static int GetMyValue() { return _myValue; } 
} 

public struct StaticCtor 
{ 
    private static int _myValue; 
    public static int GetMyValue() { return _myValue; } 
    static StaticCtor() 
    { 
     _myValue = 3; 
    } 
} 

class Program 
{ 
    static void Main(string[] args) 
    { 
     long numTimes = 5000000000; // yup, 5 billion 
     Stopwatch sw = new Stopwatch(); 
     sw.Start(); 
     for (long i = 0; i < numTimes; i++) 
     { 
      NoStaticCtor.GetMyValue(); 
     } 
     sw.Stop(); 
     Console.WriteLine("No static ctor: {0}", sw.Elapsed); 

     sw.Restart(); 
     for (long i = 0; i < numTimes; i++) 
     { 
      StaticCtor.GetMyValue(); 
     } 
     sw.Stop(); 
     Console.WriteLine("with static ctor: {0}", sw.Elapsed); 
    } 
} 

其产生的结果：

Release (x86), no debugger attached: 
No static ctor: 00:00:05.1111786 
with static ctor: 00:00:09.9502592 

Release (x64), no debugger attached: 
No static ctor: 00:00:03.2595979 
with static ctor: 00:00:14.5922220 

编译器产生NoStaticCtor的静态构造函数与StaticCtor中明确声明的相同。我明白，当静态构造函数没有明确定义时，编译器只会发出beforefieldinit。

他们生产几乎相同的IL代码，但有一个区别，宣布与beforefieldinit的结构，这是我觉得不同之处在于，因为我知道它确定何时类型构造函数被调用，虽然我不是很弄清楚为什么会有这样的差异。它假定它不是每次迭代都调用类型构造函数，因为一个类型构造函数只能被调用一次。

所以，

1）为什么用beforefieldinit的结构和没有一个之间的时间差？ （我想JITer在for循环中做了一些额外的工作，但是，我不知道如何查看JITer的输出以查看内容。）

2）为什么编译器设计者a）没有使所有结构体beforefieldinit是默认的，并且b）不给开发者明确指定该行为的能力？当然，这个是假设你不能，因为我一直没有找到办法。

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编辑：

。 I modified the code，第二次运行基本上每个循环，期待改进，但它并没有太多：

No static ctor: 00:00:03.3342359 
with static ctor: 00:00:14.6139917 
No static ctor: 00:00:03.2229995 
with static ctor: 00:00:12.9524860 
Press any key to continue . . . 

我这样做是因为我虽然很好，也许，但不太可能是，在JITer竟是每次迭代调用类型构造函数。在我看来，JITer会知道类型构造函数已经被调用，并且不会在编译第二个循环时发出代码。

除了Motti的回答是： This code产生更好的效果，因为在JIT编译不同之处，DoSecondLoop的JIT编译不发出静态构造函数检查，因为它检测到它是在DoFirstLoop以前那样，使每个循环执行以相同的速度。 （〜3秒）

Answer 1

第一次访问类型时，必须执行静态ctor（无论是显式生成还是隐式生成）。

当JIT编译器将IL编译为本机指令时，它会检查该类型的静态ctor是否已经执行，如果没有发出检查静态ctor是否已被执行的本地代码，那么执行该代码。

jitted代码被缓存以便将来调用相同的方法（这就是为什么代码必须再次检查静态ctor是否被执行）。

问题是，如果检查静态ctor的jitted代码处于循环中，则此测试将在每次迭代中发生。

当beforefieldinit存在时，JIT编译器可以通过在进入循环之前测试静态ctor调用来优化代码。如果不存在，则不允许此优化。

C＃编译器会自动决定何时发出此属性。它目前（C＃4）只有在代码没有明确定义静态构造函数时才会发出它。其背后的想法是，如果你自己定义了一个静态ctor，那么对你而言，时机可能更重要，而且strt ctor不应该提前执行。这可能会也可能不会，但是你不能改变这种行为。

下面是在详细讲解这个我在网上.NET教程的部分链接：http://motti.me/c1L

BTW，我不建议使用的结构静态构建函数，因为无论你相信与否，他们都不能保证执行！这不是问题的一部分，所以我不会详细说明，但如果您感兴趣，请参阅以下内容以获得更多详细信息：http://motti.me/c1I（我在大约2点30分触及该视频的主题）。

我希望这有助于！