C#异常消息与性能优化：未抛出异常时是否仍会创建消息字符串？

我知道这看起来像是微优化，但我要运行数千万次循环，性能是核心关键问题。每次循环里都会执行如下检查：

if (this.isSafeMode && bar.Period != this.SourcePeriod)
{
    throw new InvalidOperationException(
        "Attempted to process a bar that does not match the market context's source period. " +
        $"Processed bar period: [{bar.Period}] " +
        $"Market context source period: [{this.SourcePeriod}]");
}

问题1 #

即使没有抛出异常，每次循环都会创建这个异常消息字符串，从而产生不必要的性能开销吗？（其他场景里我需要构建开销更大的异常消息，这里只是简单示例）

问题2 #

如果问题1的答案是肯定的，创建一个能接收参数、并根据参数构建消息字符串的自定义异常类型，能不能避免这种不必要的开销？或者有没有其他替代方案？

补充说明：该异常不需要适配多语言翻译（如果有这个需求的话，自定义异常会更合理）

回答 #

问题1的答案 #

是，即使不抛出异常，你当前的写法也会产生不必要的性能开销。因为C#的字符串插值（$""）和字符串拼接操作，会在throw语句执行前就完成——只要进入if条件判断的代码路径，不管最终会不会抛出异常，这些字符串构建工作都会先执行。在数千万次循环的场景下，这种累积的开销会非常明显。

问题2的解决方案 #

方案1：延迟构建异常消息（自定义异常）

自定义异常确实能解决这个问题。你可以把需要的参数（比如bar.Period和SourcePeriod）传入自定义异常的构造函数，然后重写Message属性，只在需要获取异常消息的时候才拼接字符串。这样只有当异常真的被抛出、且消息被访问时，才会执行字符串构建操作，完全避免无异常时的额外开销。

示例代码：

public class MismatchedBarPeriodException : InvalidOperationException
{
    private readonly string _processedPeriod;
    private readonly string _sourcePeriod;

    public MismatchedBarPeriodException(string processedPeriod, string sourcePeriod)
    {
        _processedPeriod = processedPeriod;
        _sourcePeriod = sourcePeriod;
    }

    public override string Message
    {
        get
        {
            return $"Attempted to process a bar that does not match the market context's source period. Processed bar period: [{_processedPeriod}] Market context source period: [{_sourcePeriod}]";
        }
    }
}

循环内的调用代码改为：

if (this.isSafeMode && bar.Period != this.SourcePeriod)
{
    throw new MismatchedBarPeriodException(bar.Period.ToString(), this.SourcePeriod.ToString());
}

方案2：轻量替代——延迟字符串构建

如果不想自定义异常，也可以把字符串拼接逻辑封装成单独方法，仅在确定要抛出异常时才调用：

private string GetMismatchedPeriodMessage(string processedPeriod, string sourcePeriod)
{
    return $"Attempted to process a bar that does not match the market context's source period. Processed bar period: [{processedPeriod}] Market context source period: [{sourcePeriod}]";
}

// 循环内代码
if (this.isSafeMode && bar.Period != this.SourcePeriod)
{
    throw new InvalidOperationException(GetMismatchedPeriodMessage(bar.Period.ToString(), this.SourcePeriod.ToString()));
}

这种方式同样能保证只有if条件成立时，才会执行字符串构建，无异常时不会产生额外开销。

方案3：极致优化（参数类型固定时适用）

如果Period是枚举或有限固定值，可以提前缓存消息模板，用string.Format替换参数，减少重复的字符串拼接开销。不过这种场景下收益有限，前面两种方案已经足够解决核心问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Sean