我最近一直在运行一个关于顺序或随机访问与 C 数组相关的 NSArray 的性能的小型研究项目。大多数测试用例都按照我的预期出现，但是有些测试用例并没有像我想象的那样工作，我希望有人能够解释原因。
从根本上说，测试包括用 50k 个对象填充一个 C 数组，迭代每个对象并调用一个方法（在内部只是增加对象中的一个浮点数），测试的第二部分涉及创建一个循环，该循环完成 50k 次迭代但访问一个数组中的随机对象。基本上它很简单。
为了进行比较，我正在用 C 数组初始化 NSArray。然后每个测试通过传递给方法的块运行，该方法跟踪执行块所需的时间。我正在使用的代码包含在下面，但我想先介绍一下我的结果和查询。
这些测试在 iPhone 4 上运行并包装在 dispatch_after 中，以减轻由于启动应用程序而导致的任何剩余线程或非原子操作。单次运行的结果如下，每次运行基本相同，略有差异：
===SEQUENCE===
NSARRAY FAST ENUMERATION: 12ms
NSARRAY FAST ENUMERATION WEAK: 186ms
NSARRAY BLOCK ENUMERATION: 31ms (258.3%)
C ARRAY DIRECT: 7ms (58.3%)
C ARRAY VARIABLE ASSIGN: 33ms (275.0%)
C ARRAY VARIABLE ASSIGN WEAK: 200ms (1666.7%)
===RANDOM===
NSARRAY RANDOM: 102ms (850.0%) *Relative to fast enumeration
C ARRAY DIRECT RANDOM: 39ms (38.2%) *Relative to NSArray Random
C ARRAY VARIABLE ASSIGN RANDOM: 82ms (80.4%)
最快的方法似乎是使用 "*(carray + idx)" 直接访问 C 数组中的项目，但最令人费解的是，将 C 数组中的指针分配给目标 c 变量 "id object = *(carry + idx)" 导致巨大的性能损失。
我最初认为它可能是 arc 做一些引用计数，因为变量很强大，所以此时我将其更改为弱，期望性能增加“__weak id object = *(carry + idx)”。令我惊讶的是，它实际上慢了很多。
根据序列结果，随机访问结果非常好，正如我所期望的那样，所以幸运的是没有惊喜。
因此，有许多问题：
- 为什么分配给变量需要这么长时间？
- 为什么分配给弱变量需要更长的时间？（也许这里发生了一些我不明白的事情）
- 考虑到上述情况，Apple 是如何让标准快速枚举表现如此出色的？
为了完整起见，这里是代码。所以我创建数组如下：
__block id __strong *cArrayData = (id __strong *)malloc(sizeof(id) * ITEM_COUNT);
for (NSUInteger idx = 0; idx < ITEM_COUNT; idx ++) {
NSTestObject *object = [[NSTestObject alloc] init];
cArrayData[idx] = object;
}
__block NSArray *arrayData = [NSArray arrayWithObjects:cArrayData count:ITEM_COUNT];
NSTestObject 是这样定义的：
@interface NSTestObject : NSObject
- (void)doSomething;
@end
@implementation NSTestObject
{
float f;
}
- (void)doSomething
{
f++;
}
以及用于分析代码的方法：
int machTimeToMS(uint64_t machTime)
{
const int64_t kOneMillion = 1000 * 1000;
static mach_timebase_info_data_t s_timebase_info;
if (s_timebase_info.denom == 0) {
(void) mach_timebase_info(&s_timebase_info);
}
return (int)((machTime * s_timebase_info.numer) / (kOneMillion * s_timebase_info.denom));
}
- (int)profile:(dispatch_block_t)call name:(NSString *)name benchmark:(int)benchmark
{
uint64_t startTime, stopTime;
startTime = mach_absolute_time();
call();
stopTime = mach_absolute_time();
int duration = machTimeToMS(stopTime - startTime);
if (benchmark > 0) {
NSLog(@"%@: %i (%0.1f%%)", name, duration, ((float)duration / (float)benchmark) * 100.0f);
} else {
NSLog(@"%@: %i", name, duration);
}
return duration;
}
最后，这就是我执行实际测试的方式：
int benchmark = [self profile:^ {
for (NSTestObject *view in arrayData) {
[view doSomething];
}
} name:@"NSARRAY FAST ENUMERATION" benchmark:0];
[self profile:^ {
for (NSTestObject __weak *view in arrayData) {
[view doSomething];
}
} name:@"NSARRAY FAST ENUMERATION WEAK" benchmark:0];
[self profile:^ {
[arrayData enumerateObjectsUsingBlock:^(NSTestObject *view, NSUInteger idx, BOOL *stop) {
[view doSomething];
}];
} name:@"NSARRAY BLOCK ENUMERATION" benchmark:benchmark];
[self profile:^ {
for (NSUInteger idx = 0; idx < ITEM_COUNT; idx ++) {
[*(cArrayData + idx) doSomething];
}
} name:@"C ARRAY DIRECT" benchmark:benchmark];
[self profile:^ {
id object = nil;
NSUInteger idx = 0;
while (idx < ITEM_COUNT) {
object = (id)*(cArrayData + idx);
[object doSomething];
object = nil;
idx++;
}
} name:@"C ARRAY VARIABLE ASSIGN" benchmark:benchmark];
[self profile:^ {
__weak id object = nil;
NSUInteger idx = 0;
while (idx < ITEM_COUNT) {
object = (id)*(cArrayData + idx);
[object doSomething];
object = nil;
idx++;
}
} name:@"C ARRAY VARIABLE ASSIGN WEAK" benchmark:benchmark];
NSLog(@"\n===RANDOM===\n");
benchmark = [self profile:^ {
id object = nil;
for (NSUInteger idx = 0; idx < ITEM_COUNT; idx ++) {
object = arrayData[arc4random()%ITEM_COUNT];
[object doSomething];
}
} name:@"NSARRAY RANDOM" benchmark:benchmark];
[self profile:^ {
NSUInteger idx = 1;
while (idx < ITEM_COUNT) {
[*(cArrayData + arc4random()%ITEM_COUNT) doSomething];
idx++;
}
} name:@"C ARRAY DIRECT RANDOM" benchmark:benchmark];
[self profile:^ {
id object = nil;
NSUInteger idx = 0;
while (idx < ITEM_COUNT) {
object = (id)*(cArrayData + arc4random()%ITEM_COUNT);
[object doSomething];
idx++;
}
} name:@"C ARRAY VARIABLE ASSIGN RANDOM" benchmark:benchmark];