列表查询比IQueryable快20倍？

Question

这是我今天晚上设置的测试。这是为了证明一些不同的东西，但结果并不完全像我预期的那样。

我在IQueryable上运行了一个有10000个随机查询的测试，在测试中我发现如果我在列表上做同样的事情，我的测试速度会快20倍。

见下文。我的CarBrandManager.GetList最初返回一个IQueryable，但现在我首先发出一个ToList()，然后它就快多了。

有人能告诉我为什么我看到了这么大的差异吗？

var sw = new Stopwatch();
sw.Start();

int queries = 10000;

//IQueryable<Model.CarBrand> carBrands = CarBrandManager.GetList(context);
List<Model.CarBrand> carBrands = CarBrandManager.GetList(context).ToList();

Random random = new Random();
int randomChar = 65;

for (int i = 0; i < queries; i++)
{
    randomChar = random.Next(65, 90);
    Model.CarBrand carBrand = carBrands.Where(x => x.Name.StartsWith(((char)randomChar).ToString())).FirstOrDefault();
}

sw.Stop();
lblStopWatch.Text = String.Format("Queries: {0} Elapsed ticks: {1}", queries, sw.ElapsedTicks);

Answer 1

这里可能有两个问题在起作用。首先:除了知道GetList(context)实现了IQueryable之外，还不清楚它返回了什么类型的集合。这意味着当您评估结果时，很可能是创建一个SQL查询，将该查询发送到数据库，并将结果物化到对象中。或者它可能正在解析XML文件。或下载RSS源或调用因特网上的OData端点。这显然比简单地在内存中过滤短列表要花费更多的时间。(毕竟，到底有多少个汽车品牌呢？)

但是让我们假设它返回的实现实际上是一个List，因此您测试的唯一区别是它是转换为IEnumerable还是IQueryable。将Enumerable类扩展方法上的方法签名与Queryable上的方法签名进行比较。当您将列表视为IQueryable时，您传入的是需要计算的Expressions，而不仅仅是可以直接运行的Funcs。

当您使用像Entity Framework这样的自定义LINQ提供程序时，这使框架能够评估实际的表达式树，并从它们生成SQL查询和物化计划。然而，LINQ to Objects只想计算内存中的lambda表达式，所以它要么使用反射，要么将表达式编译成Func，这两种方法都会对性能产生很大的影响。

您可能只想对结果集调用.ToList()或.AsEnumerable()，以强制它使用Funcs，但从information hiding的角度来看，这将是一个错误。您将假设您知道从GetList(context)方法返回的数据是某种内存中的对象。目前可能是这样，也可能不是。无论如何，它不是为GetList(context)方法定义的约定的一部分，因此您不能假设它总是这样。您必须假设您得到的类型很可能是您可以查询的类型。尽管目前可能只有十几个汽车品牌可供搜索，但有可能有一天会有数千个(我在这里说的是编程实践，并不一定是说汽车行业就是这样)。因此，你不应该假设下载整个汽车列表并在内存中过滤它们总是更快，即使现在恰好是这种情况。

如果CarBrandManager.GetList(context)可能返回由自定义LINQ提供程序(如实体框架集合)支持的对象，那么您可能希望将数据转换为IQueryable:即使您的基准测试显示使用list快20倍，但这种差异非常小，以至于没有用户能够区分。有一天，通过调用.Where().Take().Skip()并只从数据存储中加载真正需要的数据，您可能会看到几个数量级的性能提升，而如果您立即调用.ToList()，则最终会将整个表加载到系统内存中。

但是，如果您知道CarBrandManager.GetList(context)总是返回内存中的列表(顾名思义)，那么应该将其更改为返回IEnumerable<Model.CarBrand>而不是IQueryable<Model.CarBrand>。或者，如果你使用的是.NET 4.5，可能是IReadOnlyList<Model.CarBrand>或IReadOnlyCollection<Model.CarBrand>，这取决于你愿意迫使你的CarManager遵守什么协议。