.NET 4.5 文件读取性能同步与异步

我们正在尝试测量使用同步方法与异步方法读取一系列文件之间的性能。原本期望两者之间的时间大致相同，但结果发现使用异步大约慢 5.5 倍。

这可能是由于管理线程的开销造成的，但只是想知道您的意见。也许我们只是测量了错误的时间。

这些是正在测试的方法：

    static void ReadAllFile(string filename)
    {
        var content = File.ReadAllBytes(filename);
    }

    static async Task ReadAllFileAsync(string filename)
    {
        using (var file = File.OpenRead(filename))
        {
            using (var ms = new MemoryStream())
            {
                byte[] buff = new byte[file.Length];
                await file.ReadAsync(buff, 0, (int)file.Length);
            }
        }
    }

这是运行它们并启动秒表的方法：

    static void Test(string name, Func<string, Task> gettask, int count)
    {
        Stopwatch sw = new Stopwatch();

        Task[] tasks = new Task[count];
        sw.Start();
        for (int i = 0; i < count; i++)
        {
            string filename = "file" + i + ".bin";
            tasks[i] = gettask(filename);
        }
        Task.WaitAll(tasks);
        sw.Stop();
        Console.WriteLine(name + " {0} ms", sw.ElapsedMilliseconds);

    }

这一切都是从这里运行的：

    static void Main(string[] args)
    {
        int count = 10000;

        for (int i = 0; i < count; i++)
        {
            Write("file" + i + ".bin");
        }

        Console.WriteLine("Testing read...!");            

        Test("Read Contents", (filename) => Task.Run(() => ReadAllFile(filename)), count);
        Test("Read Contents Async", (filename) => ReadAllFileAsync(filename), count);

        Console.ReadKey();
    }

以及助手编写方法：

    static void Write(string filename)
    {
        Data obj = new Data()
        {
            Header = "random string size here"
        };
        int size = 1024 * 20; // 1024 * 256;

        obj.Body = new byte[size];

        for (var i = 0; i < size; i++)
        {
            obj.Body[i] = (byte)(i % 256);
        }

        Stopwatch sw = new Stopwatch();
        sw.Start();

        MemoryStream ms = new MemoryStream();
        Serializer.Serialize(ms, obj);
        ms.Position = 0;

        using (var file = File.Create(filename))
        {
            ms.CopyToAsync(file).Wait();
        }

        sw.Stop();
        //Console.WriteLine("Writing file {0}", sw.ElapsedMilliseconds); 
    }

结果：

-Read Contents 574 ms
-Read Contents Async 3160 ms

当我们搜索堆栈和网络但无法真正找到正确的解释时，如果有人能够阐明这一点，我将非常感激。

测试代码有很多问题。最值得注意的是，您的“异步”测试不使用异步 I/O；对于文件流，您必须显式地以异步方式打开它们，否则您只是在后台线程上执行同步操作。此外，您的文件大小非常小，可以轻松缓存。

我修改了测试代码以写出更大的文件，具有可比的同步代码与异步代码，并使异步代码异步：

static void Main(string[] args)
{
    Write("0.bin");
    Write("1.bin");
    Write("2.bin");

    ReadAllFile("2.bin"); // warmup

    var sw = new Stopwatch();
    sw.Start();
    ReadAllFile("0.bin");
    ReadAllFile("1.bin");
    ReadAllFile("2.bin");
    sw.Stop();

    Console.WriteLine("Sync: " + sw.Elapsed);

    ReadAllFileAsync("2.bin").Wait(); // warmup

    sw.Restart();
    ReadAllFileAsync("0.bin").Wait();
    ReadAllFileAsync("1.bin").Wait();
    ReadAllFileAsync("2.bin").Wait();
    sw.Stop();

    Console.WriteLine("Async: " + sw.Elapsed);

    Console.ReadKey();
}

static void ReadAllFile(string filename)
{
    using (var file = new FileStream(filename, FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.Read, 4096, false))
    {
        byte[] buff = new byte[file.Length];
        file.Read(buff, 0, (int)file.Length);
    }
}

static async Task ReadAllFileAsync(string filename)
{
    using (var file = new FileStream(filename, FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.Read, 4096, true))
    {
        byte[] buff = new byte[file.Length];
        await file.ReadAsync(buff, 0, (int)file.Length);
    }
}

static void Write(string filename)
{
    int size = 1024 * 1024 * 256;
    var data = new byte[size];
    var random = new Random();
    random.NextBytes(data);
    File.WriteAllBytes(filename, data);
}

在我的机器上，此测试（内置于版本中，在调试器外部运行）产生以下数字：

Sync: 00:00:00.4461936
Async: 00:00:00.4429566