面向接口编程，你考虑过性能吗？

大家在平时开发中大多都会遵循接口编程，这样就可以方便实现依赖注入也方便实现多态等各种小技巧，但这种是以牺牲性能为代价换取代码的灵活性，万物皆有阴阳，看你的应用场景进行取舍。

一：背景

1. 缘由

在项目的性能改造中，发现很多方法签名的返回值都是采用IEnumerable接口，比如下面这段代码:

public static void Main(string[] args)
        {
            var list = GetHasEmailCustomerIDList();

            foreach (var item in list){}

             Console.ReadLine();
        }

        public static IEnumerable GetHasEmailCustomerIDList()
        {
            return Enumerable.Range(1, 5000000).ToArray();
        }

2. 有什么问题

这段代码乍一看也没啥什么性能问题，foreach迭代天经地义，这个还能怎么优化？？？

从MSIL中寻找问题

首先我们尽可能把原貌还原出来，简化后的MSIL如下。

.method public hidebysig static 
    void Main (
        string[] args
    ) cil managed
{
    IL_0009: callvirt instance class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerator`1 class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerable`1::GetEnumerator()
    IL_000e: stloc.1
    .try
    {
        IL_000f: br.s IL_001a
        // loop start (head: IL_001a)
            IL_0011: ldloc.1
            IL_0012: callvirt instance !0 class [mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerator`1::get_Current()
            IL_0017: stloc.2
            IL_0018: nop
            IL_0019: nop

            IL_001a: ldloc.1
            IL_001b: callvirt instance bool [mscorlib]System.Collections.IEnumerator::MoveNext()
            IL_0020: brtrue.s IL_0011
        // end loop

        IL_0022: leave.s IL_002f
    } // end .try
    finally
    {
        IL_0024: ldloc.1
        IL_0025: brfalse.s IL_002e

        IL_0027: ldloc.1
        IL_0028: callvirt instance void [mscorlib]System.IDisposable::Dispose()
        IL_002d: nop

        IL_002e: endfinally
    } // end handler

    IL_002f: ret
} // end of method Program::Main

从IL中看到了标准的get_Current,MoveNext,Dispose 还有一个try,finally，一下子多了这么多方法和关键词，不就是一个简单的foreach迭代数组嘛？至于搞的这么复杂嘛？这样在大数据下怎么快的起来？

还有一个奇葩的事，如果你仔细观察IL代码，比如这句：[mscorlib]System.Collections.Generic.IEnumerable``1::GetEnumerator(), 这个GetEnumerator前面是接口IEnumerable，正常情况下应该是具体迭代类吧，按理说应该会调用Array的GetEnumerator方法，如下所示。

[Serializable]
[ComVisible(true)]
[__DynamicallyInvokable]
public abstract class Array : ICloneable, IList, ICollection, IEnumerable, IStructuralComparable, IStructuralEquatable
{
    [__DynamicallyInvokable]
    public IEnumerator GetEnumerator()
    {
        int lowerBound = GetLowerBound(0);
        if (Rank == 1 && lowerBound == 0)
        {
            return new SZArrayEnumerator(this);
        }
        return new ArrayEnumerator(this, lowerBound, Length);
    }
}

从windbg中寻找问题

IL中发现的第二个问题我特别好奇，😄😄，我们到托管堆上去看下到底是哪一个具体类调用了GetEnumerator()方法。

!clrstack -l > !do xx 到线程栈上抓list变量

0:000> !clrstack -l

000000229e3feda0 00007ff889e40951 *** WARNING: Unable to verify checksum for ConsoleApp2.exe

ConsoleApp2.Program.Main(System.String[]) [C:\dream\Csharp\ConsoleApp1\ConsoleApp2\Program.cs @ 32]

    LOCALS:

        0x000000229e3fede8 = 0x0000019bf33b9a88

        0x000000229e3fede0 = 0x0000019be33b2d90

        0x000000229e3fedfc = 0x00000000004c4b40

0:000> !do 0x0000019be33b2d90

Name:        System.SZArrayHelper+SZGenericArrayEnumerator`1[[System.Int32, mscorlib]]

MethodTable: 00007ff8e8d36d18

EEClass:     00007ff8e7cf5640

Size:        32(0x20) bytes

File:        C:\WINDOWS\Microsoft.Net\assembly\GAC_64\mscorlib\v4.0_4.0.0.0__b77a5c561934e089\mscorlib.dll

Fields:

              MT    Field   Offset                 Type VT     Attr            Value Name

00007ff8e7a98538  4002ffe        8       System.Int32[]  0 instance 0000019bf33b9a88 _array

00007ff8e7a985a0  4002fff       10         System.Int32  1 instance          5000000 _index

00007ff8e7a985a0  4003000       14         System.Int32  1 instance          5000000 _endIndex

00007ff8e8d36d18  4003001        0 ...Int32, mscorlib]]  0   shared           static Empty

                                 >> Domain:Value dynamic statics NYI 0000019be1893a80:NotInit