C#深拷貝方法探究及性能比較(多種深拷貝)

第C#深拷貝方法探究及性能比較(多種深拷貝)目錄1、手寫(xiě)創(chuàng)建對(duì)象2、反射3、Json字符串序列化4、對(duì)象二進(jìn)制序列化5、AutoMapper6、表達(dá)式樹(shù)之前學(xué)習(xí)了設(shè)計(jì)模式原型模式，在原型模式中就提到了對(duì)象的深拷貝。深拷貝指的是拷貝一個(gè)對(duì)象時(shí)，不僅僅把對(duì)象的引用進(jìn)行復(fù)制，還把該對(duì)象引用的值也一起拷貝。與淺拷貝不同的就是，深拷貝后的拷貝對(duì)象就和源對(duì)象互相獨(dú)立，其中任何一個(gè)對(duì)象的改動(dòng)都不會(huì)對(duì)另外一個(gè)對(duì)象造成影響。

在查詢(xún)資料之后，探究了以下幾種C#對(duì)象深拷貝方式，同時(shí)簡(jiǎn)單對(duì)比了以下列出的幾種深拷貝方式的速度（簡(jiǎn)單測(cè)試，僅測(cè)試對(duì)象深拷貝速度，不考慮性能影響）。

測(cè)試平臺(tái)：Intel9700K+DDR4360032G，框架為.NET5.0。測(cè)試方式為創(chuàng)建100萬(wàn)次，比較執(zhí)行時(shí)間。拷貝的對(duì)象如下：

[Serializable]

classUserInfo

publicstringName{get;set;}

publicstringUserId{get;set;}

publicintAge{get;set;}

publicstringAddress{get;set;}

publiclongUpdateTime{get;set;}

publiclongCreateTime{get;set;}

}

1、手寫(xiě)創(chuàng)建對(duì)象

簡(jiǎn)單對(duì)象創(chuàng)建，不考慮有構(gòu)造函數(shù)的情況。

NewUserInfonewInfo=newNewUserInfo()

Name=info.Name,

Age=info.Age,

UserId=info.UserId,

Address=info.Address,

UpdateTime=info.UpdateTime,

CreateTime=info.CreateTime,

};

100萬(wàn)次執(zhí)行時(shí)間為39.4073ms，位居第一。當(dāng)然，在這種不考慮構(gòu)造函數(shù)的情況下，手寫(xiě)創(chuàng)建肯定是最快的。但是同時(shí)，如果遇到復(fù)雜對(duì)象，代碼量也是最多的。

2、反射

這也是在日常代碼中最常用的方式之一。

privatestaticTOutTransReflectionTIn,TOut(TIntIn)

TOuttOut=Activator.CreateInstanceTOut

vartInType=tIn.GetType();

foreach(varitemOutintOut.GetType().GetProperties())

varitemIn=tInType.GetProperty(itemOut.Name);;

if(itemIn!=null)

itemOut.SetValue(tOut,itemIn.GetValue(tIn));

returntOut;

}

調(diào)用

NewUserInfonewInfo=TransReflectionUserInfo,NewUserInfo(info);

100萬(wàn)次執(zhí)行時(shí)間為1618.4662ms，平均執(zhí)行時(shí)間為0.001618，看起來(lái)還行。

3、Json字符串序列化

使用System.Text.Json作為序列化和反序列化工具。

UserInfonewInfo=JsonSerializer.DeserializeUserInfo(JsonSerializer.Serialize(info));

100萬(wàn)次執(zhí)行時(shí)間為2222.2078ms，比反射慢一點(diǎn)點(diǎn)。

4、對(duì)象二進(jìn)制序列化

首先不推薦使用這種方式，一是BinaryFormatter.Serialize微軟已不推薦使用（據(jù)微軟官網(wǎng)文檔說(shuō)是有漏洞，具體有什么漏洞沒(méi)細(xì)究），二是必須在要序列化的對(duì)象上面寫(xiě)上Serializable的關(guān)鍵字，三是速度并不理想。

privatestaticTOutObjectMemoryConvertTIn,TOut(TIntIn)

using(MemoryStreamms=newMemoryStream())

BinaryFormatterformatter=newBinaryFormatter();

formatter.Serialize(ms,tIn);

ms.Position=0;

return(TOut)formatter.Deserialize(ms);

}

100萬(wàn)次執(zhí)行時(shí)間為8545.9835ms，講道理應(yīng)該是比Json序列化要更快的，但是實(shí)際上慢了許多。

5、AutoMapper

熟悉的AutoMapper，性能也沒(méi)有讓我們失望。

//循環(huán)外創(chuàng)建MapperConfig

varconfig=newMapperConfiguration(cfg=cfg.CreateMapUserInfo,UserInfo

varmapper=config.CreateMapper();

//循環(huán)內(nèi)調(diào)用

UserInfonewInfo=mapper.MapUserInfo(info);

100萬(wàn)次執(zhí)行時(shí)間為267.5073ms，位居第三。

6、表達(dá)式樹(shù)

重頭戲來(lái)了，此處代碼來(lái)源于文首中的博客中，性能讓人大吃一驚。其原理是反射和表達(dá)式樹(shù)相結(jié)合，先用反射獲取字段然后緩存起來(lái)，再用表達(dá)式樹(shù)賦值。

publicstaticclassTransExpTIn,TOut

privatestaticreadonlyFuncTIn,TOutcache=GetFunc();

privatestaticFuncTIn,TOutGetFunc()

ParameterExpressionparameterExpression=Expression.Parameter(typeof(TIn),"p");

ListMemberBindingmemberBindingList=newListMemberBinding

foreach(varitemintypeof(TOut).GetProperties())

if(!item.CanWrite)continue;

MemberExpressionproperty=Expression.Property(parameterExpression,typeof(TIn).GetProperty(item.Name));

MemberBindingmemberBinding=Expression.Bind(item,property);

memberBindingList.Add(memberBinding);

MemberInitExpressionmemberInitExpression=Expression.MemberInit(Expression.New(typeof(TOut)),memberBindingList.ToArray());

ExpressionFuncTIn,TOutlambda=Expression.LambdaFuncTIn,TOut(memberInitExpression,newParameterExpression[]{parameterExpression});

returnlambda.Compile();

publicstaticTOutTrans(TIntIn)

returncache(tIn);

}

調(diào)用

UserInfonewInfo=TransExpUserInfo,UserInfo.Trans(info);

100萬(wàn)次執(zhí)行時(shí)間為77.3653ms，位居第二。僅比手寫(xiě)慢一點(diǎn)點(diǎn)。

簡(jiǎn)單整理成柱狀圖，可以很清晰的對(duì)比出這幾種深拷貝方式之間的速度差距。總結(jié)來(lái)說(shuō)就是，一般簡(jiǎn)單的對(duì)象深拷貝，推薦直接手寫(xiě)，復(fù)雜對(duì)象深拷貝，推薦使用表達(dá)式樹(shù)。當(dāng)然，如果創(chuàng)建對(duì)象中還涉及到構(gòu)造函數(shù)初始化，那又是不同的情況，這里暫不討論。

附上本次測(cè)試用的完整代碼。

usingAutoMapper;

usingSystem;

usingSystem.Collections.Generic;

usingSystem.Diagnostics;

usingSystem.IO;

usingSystem.Linq.Expressions;

usingSystem.Runtime.Serialization;

usingSystem.Runtime.Serialization.Formatters.Binary;

usingSystem.Text.Json;

usingSystem.Threading.Tasks;

namespaceTestObjectDeepCopy

classProgram

staticvoidMain(string[]args)

UserInfoinfo=newUserInfo()

Name="張三",

Age=18,

UserId=Guid.NewGuid().ToString("N"),

Address="銀河系地球中國(guó)",

UpdateTime=1615888888,

CreateTime=1615895454,

varconfig=newMapperConfiguration(cfg=cfg.CreateMapUserInfo,UserInfo

varmapper=config.CreateMapper();

intcount=1000000;

Stopwatchsw=newStopwatch();

sw.Start();

for(inti=-0;icount;i++)

//手寫(xiě)39.4073ms

//UserInfonewInfo=newUserInfo()

//Name=info.Name,

//Age=info.Age,

//UserId=info.UserId,

//Address=info.Address,

//UpdateTime=info.UpdateTime,

//CreateTime=info.CreateTime,

//};

//反射1618.4662ms

//UserInfonewInfo=TransReflectionUserInfo,UserInfo(info);

//Json字符串序列化2222.2078ms

//UserInfonewInfo=JsonSerializer.DeserializeUserInfo(JsonSerializer.Serialize(info));

//對(duì)象二進(jìn)制序列化8545.9835ms

//UserInfonewInfo=ObjectMemoryConvertUserInfo,UserInfo(info);

//表達(dá)式樹(shù)77.3653ms

//UserInfonewInfo=TransExpUserInfo,UserInfo.Trans(info);

//AutoMapper267.5073ms

//UserInfonewInfo=mapper.MapUserInfo(info);

Console.WriteLine("總共花費(fèi){0}ms.",sw.Elapsed.TotalMilliseconds);

sw.Stop();

Console.ReadKey();

privatestaticTOutTransReflectionTIn,TOut(TIntIn)

TOuttOut=Activator.CreateInstanceTOut

vartInType=tIn.GetType();

foreach(varitemOutintOut.GetType().GetProperties())

varitemIn=tInType.GetProperty(itemOut.Name);;

if(itemIn!=null)

itemOut.SetValue(tOut,itemIn.GetValue(tIn));

returntOut;

privatestaticTOutObjectMemoryConvertTIn,TOut(TIntIn)

using(MemoryStreamms=newMemoryStream())

BinaryFormatterformatter=newBinaryFormatter();

formatter.Serialize(ms,tIn);

ms.Position=0;

return(TOut)formatter.Deserialize(ms);

publicstaticclassTransExpTIn,TOut

privatestaticreadonlyFuncTIn,TOutcache=GetFunc();

privatestaticFuncTIn,TOutGetFunc()

ParameterExpressionparameterExpression=Expression.Parameter(typeof(TIn),"p");

ListMemberBindingmemberBindingList=newListMemberBinding

foreach(varitemintypeof(TOut).GetProperties())

if(!item.CanWrite)continue;

MemberExpressionproperty=Expression.Property(parameterExpression,typeof(TIn).GetProperty(item.Name));

MemberBindingmemberBindin