通用和非通用方法之间的性能差异

Question

为了举例说明，我们要处理具有不同类型矩阵的线性代数。并且我们有一个自定义的Matrix类，该类实现：

interface IMatrix
{
    double this[int i, int j] { get; set; }
    int Size { get; }
}

我想实现矩阵乘法。我对这两种方法都印象深刻：

static void Multiply<TMatrix>(TMatrix a, TMatrix b, TMatrix result) where TMatrix : IMatrix

和

static void Multiply(Matrix a, Matrix b, Matrix result)

（（当然具有类似的实现方式）将在内部产生完全相同的IL，因此具有相同的性能。事实并非如此：第一个比第二个慢四倍。从IL来看，通用类类似于通过接口进行的调用：

static void Multiply(IMatrix a, IMatrix b, IMatrix result)

我想念什么吗？与直接调用相比，有什么方法可以使泛型获得相同的性能吗？

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已安装框架4.8，目标框架：4.7.2（也已通过.Net Core 3测试）

方法实现：

static void Multiply(Matrix a, Matrix b, Matrix result)
{
    for (int i = 0; i < a.Size; i++)
    {
        for (int j = 0; j < a.Size; j++)
        {
            double temp = 0;
            for (int k = 0; k < a.Size; k++)
            {
                temp += a[i, k] * b[k, j];
            }
            result[i, j] = temp;
        }
    }
}

Minimal reproductible example

Answer 1

。NET将为所有引用类型仅一次为通用方法生成代码。该代码必须通过IMatrix接口调用，因为各种实现类型可能会使用不同的方法来实现该接口。因此，它只是一个接口调用。

但是，如果将Matrix设为struct而不是class，则JITter将生成通用方法的特定于类型的实现，并且可以优化接口调用。