0

0

c# System.Collections.Immutable 集合的性能开销

月夜之吻

月夜之吻

发布时间:2026-01-20 08:09:09

|

459人浏览过

|

来源于php中文网

原创

应避免在高频场景中滥用不可变集合:ImmutableArray 修改开销大,ImmutableList 随机访问慢于 List,ImmutableHashSet 适合多线程共享或需历史版本的场景;优先复用 Builder、预设容量、避免短生命周期 Builder,并警惕旧版本引用导致的冗余分配与 GC 压力。

c# system.collections.immutable 集合的性能开销

ImmutableArray 的内存分配开销比 T[] 高得多

每次调用 ImmutableArray.Add()ImmutableArray.SetItem() 都会创建新数组对象,底层触发 Array.Copy()Array.Resize()。这不是“修改原数组”,而是构造全新副本——哪怕只改一个元素,也要复制整个底层数组。

实操建议:

  • 避免在 tight loop(如每帧更新、高频事件处理)中反复调用 Add()Builder.Add() 后再 ToImmutable();改用 ImmutableArray.CreateBuilder() 累积,最后一次性转出
  • 若已知大小,优先用 ImmutableArray.Create(params T[] items)ImmutableArray.Empty.AddRange(items),避免 Builder 内部多次扩容
  • ImmutableArray 本身是 struct,但其内部持有的 T[] 是 heap 对象;大量小数组(如 ImmutableArray 长度为 1–5)会导致堆碎片加剧

ImmutableList 查找和索引访问比 List 慢 2–5 倍

ImmutableList 底层是平衡树(AVL tree),不是数组。这意味着 list[i] 不是 O(1),而是 O(log n);list.Contains(x) 也是 O(log n),而非 List.Contains() 的 O(n) ——但常数因子更大,实际性能更差。

常见错误现象:

  • ImmutableList 当作 List 替代品用于频繁随机访问场景(如 UI 列表渲染、物理引擎粒子索引)
  • 误以为 ImmutableList.ToImmutableArray() 是零拷贝转换——它仍要遍历整棵树并分配新数组
  • 未注意 ImmutableList.Value 属性已废弃,直接访问 list[i] 就是树遍历

何时该用 ImmutableHashSet 而不是 HashSet

只有当你需要「历史版本保留」或「多线程安全共享」且不希望加锁时,ImmutableHashSet 才有存在价值。它的插入/查找平均仍是 O(1),但哈希桶结构是不可变的 trie,每次变更都重建部分 trie 节点,带来额外指针跳转和 GC 压力。

magento(麦进斗)
magento(麦进斗)

Magento是一套专业开源的PHP电子商务系统。Magento设计得非常灵活,具有模块化架构体系和丰富的功能。易于与第三方应用系统无缝集成。Magento开源网店系统的特点主要分以下几大类,网站管理促销和工具国际化支持SEO搜索引擎优化结账方式运输快递支付方式客户服务用户帐户目录管理目录浏览产品展示分析和报表Magento 1.6 主要包含以下新特性:•持久性购物 - 为不同的

下载

使用场景对比:

  • 单线程、写少读多 → 用 HashSet + ReadOnlySet 包装更轻量
  • 需记录“上一帧集合状态”供回滚 → ImmutableHashSet 可直接保存引用,无需深拷贝
  • 跨 Task 共享集合且拒绝锁 → ImmutableHashSet 避免 ConcurrentDictionary 的复杂同步逻辑
  • 注意:ImmutableHashSet.Union()Intersect() 并非就地合并,而是生成新实例;若链式调用多次,务必用 var result = set1.ToBuilder().UnionWith(set2).UnionWith(set3).ToImmutable();

Builder 模式不是银弹,过度使用反而更慢

ImmutableArray.CreateBuilder()ImmutableList.ToBuilder() 等确实能减少中间对象,但它们本身是 class,每次调用 ToImmutable() 仍要执行一次完整结构重建(如数组拷贝、树重平衡)。如果 builder 生命周期短、复用率低,开销可能比直接用可变集合还高。

性能关键点:

  • builder 复用很重要:不要在方法内 new builder → 操作 → ToImmutable() → return;应作为字段或池化对象复用
  • ImmutableArray.CreateBuilder(initialCapacity) 显式指定容量,避免 builder 内部数组多次 resize
  • 对纯追加场景,List + 最后一次 ToArray()AsReadOnly() 往往比 builder + immutable 更快
  • 调试时留意 GC 第 0 代回收频率——Immutable* 类型高频分配极易引发 GC Storm

真正影响性能的往往不是“不可变”这个概念,而是你是否在不该持久化的路径上保留了旧版本引用。比如缓存了一个 ImmutableList 实例却从未复用,又在下一帧新建另一个——这时你付出的是双倍内存+双倍构建时间,而收益为零。

相关文章

数码产品性能查询
数码产品性能查询

该软件包括了市面上所有手机CPU,手机跑分情况,电脑CPU,电脑产品信息等等,方便需要大家查阅数码产品最新情况,了解产品特性,能够进行对比选择最具性价比的商品。

下载

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

相关专题

更多
c语言union的用法
c语言union的用法

c语言union的用法是一种特殊的数据类型,它允许在相同的内存位置存储不同的数据类型,union的使用可以帮助我们节省内存空间,并且可以方便地在不同的数据类型之间进行转换。使用union时需要注意对应的成员是有效的,并且只能同时访问一个成员。本专题为大家提供union相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

125

2023.09.27

堆和栈的区别
堆和栈的区别

堆和栈的区别:1、内存分配方式不同;2、大小不同;3、数据访问方式不同;4、数据的生命周期。本专题为大家提供堆和栈的区别的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

392

2023.07.18

堆和栈区别
堆和栈区别

堆(Heap)和栈(Stack)是计算机中两种常见的内存分配机制。它们在内存管理的方式、分配方式以及使用场景上有很大的区别。本文将详细介绍堆和栈的特点、区别以及各自的使用场景。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章欢迎大家前来学习阅读。

572

2023.08.10

class在c语言中的意思
class在c语言中的意思

在C语言中,"class" 是一个关键字,用于定义一个类。想了解更多class的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

465

2024.01.03

python中class的含义
python中class的含义

本专题整合了python中class的相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

13

2025.12.06

线程和进程的区别
线程和进程的区别

线程和进程的区别:线程是进程的一部分,用于实现并发和并行操作,而线程共享进程的资源,通信更方便快捷,切换开销较小。本专题为大家提供线程和进程区别相关的各种文章、以及下载和课程。

481

2023.08.10

Python 多线程与异步编程实战
Python 多线程与异步编程实战

本专题系统讲解 Python 多线程与异步编程的核心概念与实战技巧,包括 threading 模块基础、线程同步机制、GIL 原理、asyncio 异步任务管理、协程与事件循环、任务调度与异常处理。通过实战示例,帮助学习者掌握 如何构建高性能、多任务并发的 Python 应用。

143

2025.12.24

PHP WebSocket 实时通信开发
PHP WebSocket 实时通信开发

本专题系统讲解 PHP 在实时通信与长连接场景中的应用实践,涵盖 WebSocket 协议原理、服务端连接管理、消息推送机制、心跳检测、断线重连以及与前端的实时交互实现。通过聊天系统、实时通知等案例,帮助开发者掌握 使用 PHP 构建实时通信与推送服务的完整开发流程,适用于即时消息与高互动性应用场景。

11

2026.01.19

微信聊天记录删除恢复导出教程汇总
微信聊天记录删除恢复导出教程汇总

本专题整合了微信聊天记录相关教程大全,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

73

2026.01.18

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
10分钟--Midjourney创作自己的漫画
10分钟--Midjourney创作自己的漫画

共1课时 | 0.1万人学习

Midjourney 关键词系列整合
Midjourney 关键词系列整合

共13课时 | 0.9万人学习

AI绘画教程
AI绘画教程

共2课时 | 0.2万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号