BenchmarkDotNet으로 Span<T> 성능 측정

BenchmarkDotNet으로,

BenchmarkDotNet 라이브러리 소개
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11547

(하다 보니 재미있어서) 이번에는 지난 글의 Span 타입의 성능을 다시 측정해 봤습니다. ^^

C# - System.Span<T> 성능
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11535

Benchmark 소스 코드는 다음과 같은데,

using BenchmarkDotNet.Attributes;
using BenchmarkDotNet.Running;
using System;
using System.Runtime.InteropServices;

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

    public class LoopTest
    {
        private byte[] data;

        [Params(1000, 10000)]
        public int N;

        [GlobalSetup]
        public void Setup()
        {
            data = new byte[N];
            new Random(42).NextBytes(data);
        }

        [Benchmark]
        public void ForLoopTest()
        {
            MyLoop.ForLoop(data);
        }

        [Benchmark]
        public void SpanLoopTest()
        {
            MyLoop.SpanLoop(data);
        }

        [Benchmark]
        public void PtrLoopTest()
        {
            MyLoop.PtrLoop(data);
        }
    }


    class MyLoop
    {
        public static int ForLoop(byte[] buffer)
        {
            int sum = 0;

            for (int i = 0; i < buffer.Length; i++)
            {
                sum += buffer[i];
            }

            return sum;
        }

        public static int SpanLoop(byte[] buffer)
        {
            Span<byte> span = buffer;
            int sum = 0;
            for (int i = 0; i < span.Length; i++)
            {
                sum += span[i];
            }
            return sum;
        }

        public static unsafe int PtrLoop(byte[] buffer)
        {
            int sum = 0;

            fixed (byte* ptr = buffer)
            {
                for (int i = 0; i < buffer.Length; i++)
                {
                    sum += *(ptr + i);
                }
            }
            return sum;
        }
    }
}

보는 바와 같이 이번에는 Params와 GlobalSetup 특성도 사용해 봤습니다. ^^ 다음은 그 결과입니다.

// * Summary *

BenchmarkDotNet=v0.10.14, OS=Windows 10.0.17134
Intel Core i5-4670 CPU 3.40GHz (Haswell), 1 CPU, 4 logical and 4 physical cores
.NET Core SDK=2.2.0-preview1-007877
  [Host]     : .NET Core 2.1.0 (CoreCLR 4.6.26515.07, CoreFX 4.6.26515.06), 64bit RyuJIT
  DefaultJob : .NET Core 2.1.0 (CoreCLR 4.6.26515.07, CoreFX 4.6.26515.06), 64bit RyuJIT


       Method |     N |       Mean |     Error |    StdDev |
------------- |------ |-----------:|----------:|----------:|
  ForLoopTest |  1000 |   435.1 ns |  7.530 ns |  8.370 ns |
 SpanLoopTest |  1000 |   447.5 ns |  3.363 ns |  2.808 ns |
  PtrLoopTest |  1000 |   435.2 ns |  3.598 ns |  3.004 ns |
  ForLoopTest | 10000 | 4,300.5 ns | 37.432 ns | 35.013 ns |
 SpanLoopTest | 10000 | 4,416.1 ns | 82.525 ns | 73.156 ns |
  PtrLoopTest | 10000 | 4,296.7 ns | 28.328 ns | 26.498 ns |

Params 특성에 따라 N에 따른 배열의 크기가 1000, 10000인 경우로 나뉘어 측정이 되었습니다. 이번 결과에서도 확인이 되지만 공용 indexer 속성을 통해 제공하는 Span 타입의 액세스가,

Span<byte> span = buffer;
int sum = 0;
for (int i = 0; i < span.Length; i++)
{
    sum += span[i];
}

배열 인스턴스로 다루는 것과 비교해도 밀리지 않는 성능을 보이고 있습니다.

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참고로 BenchmarkDotNet은 테스트 이후의 결과물을 \bin\Release\ 폴더 하위에 \BenchmarkDotNet.Artifacts\results 폴더로 csv, html, md 파일 포맷으로 함께 출력해 줍니다.

또한 RPlotExporter 특성을 적용해 주면,

[RPlotExporter]
public class LoopTest
{
    ...[생략]...
}

다양한 그래픽 출력을 해주는 R 스크립트 파일을 \results 폴더에 생성해 줍니다. 이 파일을 실행해 보고 싶다면 다음의 글에 따라 구성을 하면 됩니다.

BenchmarkDotNet에서 생성한 BuildPlots.R 파일을 실행하는 방법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11549

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[최초 등록일: 6/13/2018]
[최종 수정일: 6/13/2018]


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by SeongTae Jeong, mailto:techsharer at outlook.com