Как generic-и нас спасают от упаковки

При заходе в метод мы часто выполняемым проверку на null. Кто-то выносит проверку в отдельный метод, что бы код выглядел чище, и получается что то такое:

        public void ThrowIfNull(object obj)
        {
            if(obj == null)
            {
                throw new ArgumentNullException();
            }
        }

И что интересно при такой проверке, я массово вижу использование именно object атрибута, можно ведь воспользоватся generic-ом. Давайте попробуем заменить наш метод на generic и сравнить производительность.

Перед тестированием нужно учесть ещё один недостаток object аргумента. Вещественные типы(value types) никогда не могут быть равны null(Nullable тип не в счёт). Вызов метода, вроде ThrowIfNull(5), бессмыслен, однако, поскольку тип аргумента у нас object, компилятор позволит вызвать метод. Как по мне, это снижает качество кода, что в некоторых ситуациях гораздо важнее производительности. Для того что бы избавится от такого поведения, и улучшить сигнатуру метода, generic метод придётся разделить на два, с указанием ограничений(constraints). Беда в том что нельзя указать Nullable ограничение, однако, можно указать nullable аргумент, с ограничением struct.

Приступаем к тестированию производительности, и воспользуемся библиотекой BenchmarkDotNet. Навешиваем атрибуты, запускаем, и смотрим на результаты.

    public class ObjectArgVsGenericArg
    {
        public string str = "some string";
        public Nullable<int> num = 5;

        public void ThrowIfNullGenericArg<T>(T arg)
            where T : class
        {
            if (arg == null)
            {
                throw new ArgumentNullException();
            }
        }

        public void ThrowIfNullGenericArg<T>(Nullable<T> arg) // Nullable argument with struct constraint
            where T : struct
        {
            if(arg == null)
            {
                throw new ArgumentNullException();
            }
        }

        public void ThrowIfNullObjectArg(object arg)
        {
            if(arg == null)
            {
                throw new ArgumentNullException();
            }
        }

        [Benchmark]
        public void CallMethodWithObjArgString()
        {
            ThrowIfNullObjectArg(str);
        }

        [Benchmark]
        public void CallMethodWithObjArgNullableInt()
        {
            ThrowIfNullObjectArg(num);
        }

        [Benchmark]
        public void CallMethodWithGenericArgString()
        {
            ThrowIfNullGenericArg(str);
        }

        [Benchmark]
        public void CallMethodWithGenericArgNullableInt()
        {
            ThrowIfNullGenericArg(num);
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var summary = BenchmarkRunner.Run<ObjectArgVsGenericArg>();
        }
    }

Наш generic на nullable типе отработал в 2000 раз быстрее! А всё из-за пресловутой упаковки(boxing). Когда мы вызываем CallMethodWithObjArgNullableInt, то наш nullable-int "упаковывается" и размещается в куче. Упаковка очень дорогая операция, от того метод и проседает по производительности. Таким образом использую generic мы можем избежать упаковки.

Итак, generic аргумент лучше object потому что:

1. Спасает от упаковки
2. Позволяет улучшить сигнатуру метода, при использовании ограничений

Автор: крепыш

Источник