概述
DateTime 和 DateTimeOffset 为例。dotnet/runtime#84963 改进了 DateTime{Offset} 格式化的各种方面：
- 格式化逻辑具有用作回退的一般支持，并支持任何自定义格式，但也有用于最流行格式的专用例程，允许对其进行优化和调整。对于非常流行的“r”（RFC1123模式）和“o”（往返日期/时间模式）格式，已经存在专用例程;此 PR 在与固定区域性一起使用时为默认格式 （“G”）、“s”格式（可排序日期/时间模式）和“u”格式（通用可排序日期/时间模式）添加了专用例程，所有这些格式在各种域中都经常使用。
- 对于“U”格式（通用的完整日期/时间模式），实现最终将始终分配新实例和实例，从而导致大量分配，即使仅在极少数回退情况下才需要它。这修复了它，只在真正需要时才分配。DateTimeFormatInfoGregorianCalendar
- 当没有专用的格式化例程时，格式化将完成到一个内部调用中，该调用从提供的 span 缓冲区（通常从 ）开始，然后根据需要随内存一起增长。格式设置完成后，该生成器将复制到目标范围或新字符串中，具体取决于触发格式设置的方法。但是，如果我们只为构建器提供目标范围的种子，则可以避免目标范围的复制。然后，如果构建器在格式化完成时仍然包含初始跨度（没有从中生长出来），我们知道所有数据都适合，我们可以跳过复制，因为所有数据都已经存在。ref structValueListBuilder
stackallocArrayPool
以下示例展现出一些影响:
// dotnet run -c Release -f net7.0 --filter "*" --runtimes net7.0 net8.0
using BenchmarkDotNet.Attributes;
using BenchmarkDotNet.Running;
using System.Globalization;
BenchmarkSwitcher.FromAssembly(typeof(Tests).Assembly).Run(args);
[HideColumns("Error", "StdDev", "Median", "RatioSD")]
[MemoryDiagnoser(displayGenColumns: false)]
public class Tests
{
private readonly DateTime _dt = new DateTime(2023, 9, 1, 12, 34, 56);
private readonly char[] _chars = new char[100];
[Params(null, "s", "u", "U", "G")]
public string Format { get; set; }
[Benchmark] public string DT_ToString() => _dt.ToString(Format);
[Benchmark] public string DT_ToStringInvariant() => _dt.ToString(Format, CultureInfo.InvariantCulture);
[Benchmark] public bool DT_TryFormat() => _dt.TryFormat(_chars, out _, Format);
[Benchmark] public bool DT_TryFormatInvariant() => _dt.TryFormat(_chars, out _, Format, CultureInfo.InvariantCulture);
}性能测试如下:
Method | Runtime | Format | Mean | Ratio | Allocated | Alloc Ratio |
DT_ToString | .NET 7.0 | ? | 166.64 ns | 00 | 64 B | 00 |
DT_ToString | .NET 8.0 | ? | 102.45 ns | 0.62 | 64 B | 00 |
DT_ToStringInvariant | .NET 7.0 | ? | 161.94 ns | 00 | 64 B | 00 |
DT_ToStringInvariant | .NET 8.0 | ? | 74 ns | 0.18 | 64 B | 00 |
DT_TryFormat | .NET 7.0 | ? | 151.52 ns | 00 | – | NA |
DT_TryFormat | .NET 8.0 | ? | 57 ns | 0.52 | – | NA |
DT_TryFormatInvariant | .NET 7.0 | ? | 140.35 ns | 00 | – | NA |
DT_TryFormatInvariant | .NET 8.0 | ? | 26 ns | 0.13 | – | NA |
DT_ToString | .NET 7.0 | G | 162.86 ns | 00 | 64 B | 00 |
DT_ToString | .NET 8.0 | G | 109.49 ns | 0.68 | 64 B | 00 |
DT_ToStringInvariant | .NET 7.0 | G | 162.20 ns | 00 | 64 B | 00 |
DT_ToStringInvariant | .NET 8.0 | G | 102.71 ns | 0.63 | 64 B | 00 |
DT_TryFormat | .NET 7.0 | G | 148.32 ns | 00 | – | NA |
DT_TryFormat | .NET 8.0 | G | 60 ns | 0.57 | – | NA |
DT_TryFormatInvariant | .NET 7.0 | G | 145.05 ns | 00 | – | NA |
DT_TryFormatInvariant | .NET 8.0 | G | 77 ns | 0.55 | – | NA |
DT_ToString | .NET 7.0 | s | 186.44 ns | 00 | 64 B | 00 |
DT_ToString | .NET 8.0 | s | 35 ns | 0.17 | 64 B | 00 |
DT_ToStringInvariant | .NET 7.0 | s | 182.15 ns | 00 | 64 B | 00 |
DT_ToStringInvariant | .NET 8.0 | s | 67 ns | 0.16 | 64 B | 00 |
DT_TryFormat | .NET 7.0 | s | 165.08 ns | 00 | – | NA |
DT_TryFormat | .NET 8.0 | s | 53 ns | 0.09 | – | NA |
DT_TryFormatInvariant | .NET 7.0 | s | 155.24 ns | 00 | – | NA |
DT_TryFormatInvariant | .NET 8.0 | s | 50 ns | 0.10 | – | NA |
DT_ToString | .NET 7.0 | u | 184.71 ns | 00 | 64 B | 00 |
DT_ToString | .NET 8.0 | u | 62 ns | 0.16 | 64 B | 00 |
DT_ToStringInvariant | .NET 7.0 | u | 184.01 ns | 00 | 64 B | 00 |
DT_ToStringInvariant | .NET 8.0 | u | 98 ns | 0.15 | 64 B | 00 |
DT_TryFormat | .NET 7.0 | u | 171.73 ns | 00 | – | NA |
DT_TryFormat | .NET 8.0 | u | 08 ns | 0.09 | – | NA |
DT_TryFormatInvariant | .NET 7.0 | u | 158.42 ns | 00 | – | NA |
DT_TryFormatInvariant | .NET 8.0 | u | 58 ns | 0.10 | – | NA |
DT_ToString | .NET 7.0 | U | 1,622.28 ns | 00 | 1240 B | 00 |
DT_ToString | .NET 8.0 | U | 206.08 ns | 0.13 | 96 B | 0.08 |
DT_ToStringInvariant | .NET 7.0 | U | 1,567.92 ns | 00 | 1240 B | 00 |
DT_ToStringInvariant | .NET 8.0 | U | 207.60 ns | 0.13 | 96 B | 0.08 |
DT_TryFormat | .NET 7.0 | U | 1,590.27 ns | 00 | 1144 B | 00 |
DT_TryFormat | .NET 8.0 | U | 190.98 ns | 0.12 | – | 0.00 |
DT_TryFormatInvariant | .NET 7.0 | U | 1,560.00 ns | 00 | 1144 B | 00 |
DT_TryFormatInvariant | .NET 8.0 | U | 184.11 ns | 0.12 | – | 0.00 |
解析也有了有意义的改进。例如改进了自定义格式字符串中“ddd”（一周中某天的缩写名称）、“dddd”（一周中某天的全名）、“MMM”（月份的缩写名称）和“MMMM”（月份的全名）的处理；这些在各种常用格式字符串中都有出现，比如在 RFC1123 格式的扩展定义中：ddd, dd MMM yyyy HH':'mm':'ss 'GMT'。当通用解析例程在格式字符串中遇到这些时，它需要查阅提供的 CultureInfo / DateTimeFormatInfo，以获取该语言区域设置的相关月份和日期名称，例如 DateTimeFormatInfo.GetAbbreviatedMonthName，然后需要对每个名称和输入文本进行语言忽略大小写的比较；开销很大。然而，如果我们得到的是一个不变的语言区域设置，我们可以做得更快，快得多。以“MMM”为例，代表缩写的月份名称。我们可以读取接下来的三个字符（uint m0 = span[0], m1 = span[1], m2 = span[2]），确保它们都是 ASCII ((m0 | m1 | m2) <= 0x7F)，然后将它们全部合并成一个单独的 uint，使用之前讨论过的相同的 ASCII 大小写技巧 ((m0 << 16) | (m1 << 8) | m2 | 0x202020)。我们可以对每个月份名称做同样的事情，这些对于不变的语言区域设置我们提前知道，整个查找变成了一个单一的数字切换：
switch ((m0 << 16) | (m1 << 8) | m2 | 0x202020)
{
case 0x6a616e: result = 1; break;
case 0x666562: result = 2; break;
case 0x6d6172: result = 3; break;
case 0x617072: result = 4; break;
case 0x6d6179: result = 5; break;
case 0x6a756e: result = 6; break;
case 0x6a756c: result = 7; break;
case 0x617567: result = 8; break;
case 0x736570: result = 9; break;
case 0x6f6374: result = 10; break;
case 0x6e6f76: result = 11; break;
case 0x646563: result = 12; break;
default: maxMatchStrLen = 0; break; // undo match assumption
}优雅，而且速度更快。
// dotnet run -c Release -f net7.0 --filter "*" --runtimes net7.0 net8.0
using BenchmarkDotNet.Attributes;
using BenchmarkDotNet.Running;
using System.Globalization;
BenchmarkSwitcher.FromAssembly(typeof(Tests).Assembly).Run(args);
[HideColumns("Error", "StdDev", "Median", "RatioSD")]
[MemoryDiagnoser(displayGenColumns: false)]
public class Tests
{
private const string Format = "ddd, dd MMM yyyy HH':'mm':'ss 'GMT'";
private readonly string _s = new DateTime(1955, 11, 5, 6, 0, 0, DateTimeKind.Utc).ToString(Format, CultureInfo.InvariantCulture);
[Benchmark]
public void ParseExact() => DateTimeOffset.ParseExact(_s, Format, CultureInfo.InvariantCulture, DateTimeStyles.AllowInnerWhite | DateTimeStyles.AssumeUniversal);
}性能对比：
方法 | 运行时 | 平均值 | 比率 | 分配 | 分配比率 |
ParseExact | .NET 7.0 | 1,139.3 ns | 00 | 80 B | 00 |
ParseExact | .NET 8.0 | 318.6 ns | 0.28 | – | 0.00 |
