Коллекции C# заботятся о дружественности кеша?

Question

Я провел много тестов, сравнивая массив структур с массивом классов и списком классов. Вот тест, который я проводил:

struct AStruct {
    public int val;
}
class AClass {
    public int val;
}

static void TestCacheCoherence() 
{
    int num = 10000;
    int iterations = 1000;
    int padding = 64;

    List<Object> paddingL = new List<Object>();

    AStruct[] structArray = new AStruct[num];
    AClass[] classArray = new AClass[num];
    List<AClass> classList = new List<AClass>();

    for(int i=0;i<num;i++){
        classArray[i] = new AClass();
        if(padding >0) paddingL.Add(new byte[padding]);
    }
    for (int i = 0; i < num; i++)
    {
        classList.Add(new AClass());
        if (padding > 0) paddingL.Add(new byte[padding]);
    }

    Console.WriteLine("\n");
    stopwatch("StructArray", iterations, () =>
    {
        for (int i = 0; i < num; i++)
        {
            structArray[i].val *= 3;
        }
    });
    stopwatch("ClassArray ", iterations, () =>
    {
        for (int i = 0; i < num; i++)
        {
            classArray[i].val *= 3;
        }
    });
    stopwatch("ClassList  ", iterations, () =>
    {
        for (int i = 0; i < num; i++)
        {
            classList[i].val *= 3;
        }
    });

}

static Stopwatch watch = new Stopwatch();

public static long stopwatch(string msg, int iterations, Action c)
{
    watch.Restart();
    for (int i = 0; i < iterations; i++)
    {
        c();
    }
    watch.Stop();

    Console.WriteLine(msg +":  " + watch.ElapsedTicks);
    return watch.ElapsedTicks;
}

Я запускаю это в режиме релиза со следующим:

 Process.GetCurrentProcess().ProcessorAffinity = new IntPtr(2); // Use only the second core 
 Process.GetCurrentProcess().PriorityClass = ProcessPriorityClass.High;
 Thread.CurrentThread.Priority = ThreadPriority.Highest;

РЕЗУЛЬТАТЫ:

С отступом =0 я получаю:

StructArray: 21517
ClassArray:  42637
ClassList:   80679

С отступом =64 я получаю:

 StructArray: 21871
 ClassArray:  82139
 ClassList:   105309

С отступом =128 я получаю:

 StructArray: 21694
 ClassArray:  76455
 ClassList:   107330

Я немного запутался с этими результатами, так как ожидал, что разница будет больше. Ведь структуры крошечные и располагаются одна за другой в памяти, а классы разделяются до 128 байтов мусора.

Значит ли это, что мне даже не стоит беспокоиться о кеш-безопасности? Или мой тест некорректен?

Answer 1

Здесь происходит много вещей. Во-первых, ваши тесты не принимают во внимание GC - вполне возможно, что массивы GC будут обрабатываться во время цикла по списку (поскольку массивы больше не используются, пока вы выполняете итерацию списка, они подходят для сбора).

Во-вторых, вы должны иметь в виду, что List<T> в любом случае поддерживается массивом. Единственные накладные расходы на чтение - это вызовы дополнительных функций List,