動的なインスタンス生成処理のベンチマーク結果について

Question

確認したいこと

オブジェクトの動的生成について、DynamicMethodを使った方法とExpressionを使った方法を比較してみたところ、Expressionを使った方法の方が性能が良い結果になりました。
この差異が何によって発生しているのかについて、理由または調査方法が知りたいです。

試したこと

BenchmarkDotNetを使用して、以下の様なコードで実験を行いました。

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        BenchmarkRunner.Run<CreateBenchmark>();
    }
}

public class Hoge
{
}

public class CreateBenchmark
{
    private Func<object[], object> _dynamicMethodCtor;

    private Func<object[], object> _expressionCtor;

    [GlobalSetup]
    public void GlobalSetup()
    {
        _dynamicMethodCtor = CreateByDynamicMethod(typeof(Hoge).GetConstructors()[0]);
        _expressionCtor = CreateByExpression(typeof(Hoge).GetConstructors()[0]);
    }

    public static Func<object[], object> CreateByDynamicMethod(ConstructorInfo ctor)
    {
        var dynamic = new DynamicMethod("", typeof(object), new[] { typeof(object[]) }, true);
        var il = dynamic.GetILGenerator();

        // デフォルトコンストラクタしかテストしないので引数の処理部分は省略

        il.Emit(OpCodes.Newobj, ctor);
        il.Emit(OpCodes.Ret);

        return (Func<object[], object>)dynamic.CreateDelegate(typeof(Func<object[], object>));
    }
    public static Func<object[], object> CreateByExpression(ConstructorInfo ctor)
    {
        var parameters = ctor.GetParameters();
        var parametersExpr = Expression.Parameter(typeof(object[]), "parameters");
        var argumentsExprs = new Expression[parameters.Length];

        // デフォルトコンストラクタしかテストしないので引数の処理部分は省略

        return Expression.Lambda<Func<object[], object>>(Expression.New(ctor, argumentsExprs), parametersExpr).Compile();
    }

    [Benchmark]
    public object DynamicMethodCtor()
    {
        return _dynamicMethodCtor(null);
    }

    [Benchmark]
    public object ExpressionCtor()
    {
        return _expressionCtor(null);
    }
}

実行結果

何回か繰り返しても、以下の様にExpressionCtorの方が若干性能の良い結果となりました。

Method	Mean	Error	StdDev	Gen 0	Allocated
DynamicMethodCtor	3.379 ns	0.5940 ns	0.0336 ns	0.0057	24 B
ExpressionCtor	2.950 ns	0.2595 ns	0.0147 ns	0.0057	24 B

その他

LambdaExpressionの内容をファイルに保存してIldasmで確認してみましたが、やっていることは以下の様にnewobjとretだけでした。

.method public static object Create(object[] args) cil managed
{
  // コード サイズ       6 (0x6)
  .maxstack  1
  IL_0000:  newobj     instance void [IlTest]IlTest.Class0::.ctor()
  IL_0005:  ret
} // end of method test_type::create

ILだけ見ると性能に差異が出なくてよいような気がしますが、なぜこの差異が発生しているのかについてなにかわかる方がいらっしゃったらヒントをお願いします。

Answer 1

こんにちは。
ただいま検証環境が作成できず、完全な勘での回答になります……的外れでしたら申し訳ないです。

質問のコードでは、DynamicMethod版のデリゲートは静的メソッドとして生成するコードとなっていますが、
確か、ExpressionTreeのLambdaCompilerによるデリゲート作成はインスタンスメソッドの形で生成されていたと記憶しています。
試しに、DynamicMethod版を任意のオブジェクトに紐つけたインスタンスメソッドとして定義した場合、計測結果に影響するかもしれません。

public static Func<object[], object> CreateByDynamicMethod(ConstructorInfo ctor)
{
    var dynamic = new DynamicMethod("", typeof(object), new[] { typeof(object), typeof(object[]) }, true); // targetの型を追加
    var il = dynamic.GetILGenerator();

    il.Emit(OpCodes.Newobj, ctor);
    il.Emit(OpCodes.Ret);

    var dummy = new object(); //
    return (Func<object[], object>)dynamic.CreateDelegate(typeof(Func<object[], object>), dummy); // インスタンスメソッド
}

Comments

[hossy]

提示頂いた方法を試してみたところ、Expressionを使った方法との差異がなくなった気がします。
もう少し検証はしたいと思いますが、一端解決済みにしたいと思います。