为什么使用 ThreadLocal 的 Value 成员的本地副本更快，尽管它是引用类型？

Question

我正在遵循并行编程模式：使用 .NET Framework 4 理解和应用并行模式第 107 页上的示例（https://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=19222）。据称，与使用 Threadlocal.Value 本身相比，使用 ThreadLocal 的 Value 成员的本地副本速度更快。我对此进行了测试，确实如此。但为什么？

从代码中可以看出，_vector2.Value 的本地副本保存在 vector2 中，并且该本地副本用于对所有项求和。如果您使用 _vector2.Value[i] += _vector1.Value[i] 而不是 vector2[i] += vector1[i] 代码运行同样好，尽管速度较慢。这就是文章中所说的。现在 int[] 是一个引用类型。这意味着当您在 vector2 中进行复制时，您实际上是在复制 ThreadLocal 的 Value 成员中原始 int[] 的引用。通过注释证实了这一点_vector2.Value = vector2。打印结果保持不变。所以，我认为这个任务没有必要。

现在，由于 _vector2.Value 和 vector2 引用相同的数据，为什么使用本地副本 (vector2) 仍然更快？在我的测试中大约快了 4 倍。有人知道我错过了什么吗？

 class ReferenceList

    {

        const int VECTOR_LENGTH = 100000000;

        private ThreadLocal<int[]> _vector1 = new ThreadLocal<int[]>(() => Enumerable.Range(1, VECTOR_LENGTH).ToArray());

        private ThreadLocal<int[]> _vector2 = new ThreadLocal<int[]>(() => Enumerable.Range(1, VECTOR_LENGTH).ToArray());

        internal void DoWork()

        {

            int[] vector1 = _vector1.Value;

            int[] vector2 = _vector2.Value;

            for (int i = 0; i < VECTOR_LENGTH; i++)

            {

                // This is the fast way (as in the document)

                vector2[i] += vector1[i];

                // This is the slow way

                //_vector2.Value[i] += _vector1.Value[i];

            }

            // Since int[] is a reference type. This step is not needed, I think. The result is not influenced when commenting out this line

            _vector2.Value = vector2;

            Console.WriteLine($"Thread-{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId} Result: {String.Join(", ", _vector2.Value.Take(10))}");

        }

Answer 1

vector1是直接对数组的引用。没有什么比这更快的了。_vector1不是直接对数组的引用。_vector1.Value将产生相同的值 - 但根据源代码，需要付出一些努力才能获得该值。因此，每次您要求.Value再次承受（执行方法等）性能损失时（即使您知道它将返回相同的值，也需要付出一些努力才能解决）。这忽略了其他相关成本，例如数据局部性可能减少、缓存未命中增加等。