.NET 7.0中C#属性访问性能较.NET 6.0下降问题咨询

问题详情 #

将项目从.NET 6.0迁移到.NET 7.0后，未修改任何代码的情况下，部分性能关键任务耗时几乎翻倍。以下是复现问题的测试代码：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;

public readonly struct MyStruct {
  public int Parent { get; }
  public int Child { get; } 
  public MyStruct(int p, int c) {
    Parent = p;
    Child = c;
  }
}

static class MyProgram {
  
  static int Main(string[] args) {
    Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();
    List<MyStruct> list = new() { new(1, 1)};
    stopwatch.Start();
    for (int j = 0; j < 500_000; ++j) {
      for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
        int p = list[0].Parent;
        int c = list[0].Child;
      }
    }
    Console.WriteLine(stopwatch.ElapsedMilliseconds);
    return 0;
  }

}

测试结果：

• .NET 6.0下耗时约240ms
• .NET 7.0/.NET 8.0下约450ms（耗时增加约41%）

已确认MSIL代码完全一致，性能分析显示.NET 6.0执行了内联等优化，而.NET 7/8未触发这些优化，推测是RyuJIT编译器的优化策略调整导致。

特殊现象：

• 将结构体改为类，两个版本性能几乎一致
• 给结构体添加额外属性，性能差异消失
• 合并嵌套循环后，性能差异也消失

问题分析 #

这是.NET 7及后续版本中RyuJIT的优化逻辑变化导致的。针对小型readonly结构体的固定索引访问场景，.NET 6的JIT会将list[0]的访问内联并缓存结构体实例，避免重复从List内部数组读取；而.NET 7/8的JIT在嵌套循环的特定结构下，未触发该缓存优化，导致每次访问结构体字段都要重复读取数组元素，额外增加了内存访问开销。

临时解决方案 #

1. 调整结构体定义：给readonly结构体添加一个额外的字段/属性（即使是无业务意义的public int Dummy { get; }），打破JIT的特殊判断逻辑，恢复类似.NET 6的优化效果
2. 缓存结构体实例：在循环外部提前将list[0]的结构体实例缓存到局部变量，避免重复访问List索引：

   static int Main(string[] args) {
     Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();
     List<MyStruct> list = new() { new(1, 1)};
     var cachedItem = list[0]; // 提前缓存结构体实例
     stopwatch.Start();
     for (int j = 0; j < 500_000; ++j) {
       for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
         int p = cachedItem.Parent;
         int c = cachedItem.Child;
       }
     }
     Console.WriteLine(stopwatch.ElapsedMilliseconds);
     return 0;
   }
   

3. 切换为类：如果业务场景允许，将readonly结构体改为类，利用引用类型的访问特性消除性能差异

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Markus Ferringer