使用BenchmarkDotNet测试.NET列表初始化性能时遇内存不足异常

问题原因 #

你的代码抛出System.OutOfMemoryException是因为**[GlobalSetup]只执行一次**，而BenchmarkDotNet会多次重复调用基准测试方法。每次调用都会往同一个List实例中添加BatchSize个元素，随着迭代次数增加，List持续扩容，最终超出内存限制。

解决方案 #

有两种可行的修复方式：

方式1：使用[IterationSetup]重置List

将全局初始化改为每次迭代前初始化，确保每次基准测试都使用全新的List实例：

using BenchmarkDotNet.Attributes;

namespace list_benchmark
{
    public class ListInitializationBenchmark
    {
        private List<int> notInitializedList;
        private List<int> initializedList;

        [Params(1000, 10000, 100000)]
        public int BatchSize { get; set; }

        // 每次基准迭代前执行，重新初始化List
        [IterationSetup]
        public void IterationSetup()
        {
            notInitializedList = new List<int>();
            initializedList = new List<int>(BatchSize);
        }

        [Benchmark]
        public void ProcessNotInitializedList()
        {
            for (int i = 0; i < BatchSize; i++)
            {
                notInitializedList.Add(i);
            }
        }

        [Benchmark]
        public void ProcessInitializedList()
        {
            for (int i = 0; i < BatchSize; i++)
            {
                initializedList.Add(i);
            }
        }
    }
}

方式2：在基准方法内部创建List

直接在每个基准测试方法中创建新的List，避免复用实例导致的内存累积，同时返回List防止编译器优化：

using BenchmarkDotNet.Attributes;

namespace list_benchmark
{
    public class ListInitializationBenchmark
    {
        [Params(1000, 10000, 100000)]
        public int BatchSize { get; set; }

        [Benchmark]
        public List<int> ProcessNotInitializedList()
        {
            var list = new List<int>();
            for (int i = 0; i < BatchSize; i++)
            {
                list.Add(i);
            }
            return list;
        }

        [Benchmark]
        public List<int> ProcessInitializedList()
        {
            var list = new List<int>(BatchSize);
            for (int i = 0; i < BatchSize; i++)
            {
                list.Add(i);
            }
            return list;
        }
    }
}

注意事项 #

• 方式2中必须返回List，否则JIT编译器可能会将无返回值的空操作代码优化掉，导致基准测试结果失真。
• 两种方案都能确保每次测试的独立性，避免内存溢出的同时，保证性能对比的准确性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Salvatore Calla'