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提高bitconverter.toint16的性能

bitconverter unsafe-pointers c#

Tom · 技术社区 · 7 年前

我正在从USB设备收集数据,这些数据必须转到音频输出组件。目前,我传递数据的速度不够快,无法避免在输出信号中发出咔哒声。所以每毫秒都很重要。

目前我正在收集以65536字节的字节数组传送的数据。前两个字节代表 小字节 格式。这两个字节必须放在双数组的第一个元素中。第二个两字节必须放在不同的双数组的第一个元素中。然后对65536缓冲区中的所有字节重复此操作,这样最终得到2 double[] 16384大小的数组。

如代码所示,我目前正在使用bitconverter.toint16。运行这个程序大约需要0.3ms,但要想让一个数据包发送到音频输出,必须执行10次。所以开销是3ms,这刚好足够让一些包最终不能按时交付。

代码

byte[] buffer = new byte[65536];
double[] bufferA = new double[16384];
double[] bufferB = new double[16384]

for(int i= 0; i < 65536; i +=4)
{
    bufferA[i/4] = BitConverter.ToInt16(buffer, i);
    bufferB[i/4] = BitConverter.ToInt16(buffer, i+2);
}

我该如何改进?是否可以复制带有不安全代码的值?我没有这方面的经验。谢谢

2 回复 | 直到 7 年前

TheGeneral 7 年前

这使我的释放速度增加了三倍,使用指针和 unsafe . 也许还有其他的微观优化,不过我会把这些细节留给大众。

更新的

我原来的算法有一个错误,可以改进

修改代码

public unsafe (double[], double[]) Test2(byte[] input, int scale)
{
   var bufferA = new double[input.Length / 4];
   var bufferB = new double[input.Length / 4];

   fixed (byte* pSource = input)
      fixed (double* pBufferA = bufferA, pBufferB = bufferB)
      {
         var pLen = pSource + input.Length;
         double* pA = pBufferA, pB = pBufferB;

         for (var pS = pSource; pS < pLen; pS += 4, pA++, pB++)
         {
            *pA = *(short*)pS;
            *pB = *(short*)(pS + 2);
         }
      }

   return (bufferA, bufferB);
}

贝恩马克

每个测试运行1000次,每次运行前收集垃圾,并缩放到不同的数组长度。所有结果均与原始操作版本进行核对。

测试环境

----------------------------------------------------------------------------
Mode             : Release (64Bit)
Test Framework   : .NET Framework 4.7.1 (CLR 4.0.30319.42000)
----------------------------------------------------------------------------
Operating System : Microsoft Windows 10 Pro
Version          : 10.0.17134
----------------------------------------------------------------------------
CPU Name         : Intel(R) Core(TM) i7-3770K CPU @ 3.50GHz
Description      : Intel64 Family 6 Model 58 Stepping 9
Cores (Threads)  : 4 (8)      : Architecture  : x64
Clock Speed      : 3901 MHz   : Bus Speed     : 100 MHz
L2Cache          : 1 MB       : L3Cache       : 8 MB
----------------------------------------------------------------------------

结果

--- Random Set of byte ------------------------------------------------------
| Value    |    Average |    Fastest |    Cycles | Garbage | Test |    Gain |
--- Scale 16,384 -------------------------------------------- Time 13.727 ---
| Unsafe   |  19.487 Âµs |  14.029 Âµs |  71.479 K | 0.000 B | Pass | 59.02 % |
| Original |  47.556 Âµs |  34.781 Âµs | 169.580 K | 0.000 B | Base |  0.00 % |
--- Scale 32,768 -------------------------------------------- Time 14.809 ---
| Unsafe   |  40.398 Âµs |  31.274 Âµs | 145.024 K | 0.000 B | Pass | 56.62 % |
| Original |  93.127 Âµs |  79.501 Âµs | 329.320 K | 0.000 B | Base |  0.00 % |
--- Scale 65,536 -------------------------------------------- Time 18.984 ---
| Unsafe   |  68.318 Âµs |  43.550 Âµs | 245.083 K | 0.000 B | Pass | 68.34 % |
| Original | 215.758 Âµs | 160.171 Âµs | 758.955 K | 0.000 B | Base |  0.00 % |
--- Scale 131,072 ------------------------------------------- Time 22.620 ---
| Unsafe   | 120.764 Âµs |  79.208 Âµs | 428.626 K | 0.000 B | Pass | 71.24 % |
| Original | 419.889 Âµs | 322.388 Âµs |   1.461 M | 0.000 B | Base |  0.00 % |
-----------------------------------------------------------------------------

-1

Christopher 7 年前

“所以每毫秒都很重要。”如果是这样的话,你就要处理 Realtime Programming 在这里。尽管如此,.NET运行时并不是实时编程的理想选择。

垃圾收集内存管理通常是 disqualifier for Realtime Programming .

现在您可以将.NET从GC内存管理更改为直接管理。通过使用不安全的代码和裸指针来挤出一点性能。但这几乎就是你删除.NET所有卖点的关键所在。最好先写一个完整的东西/那个部分在本地C++中。