c# - Enumerable.Range 的高内存消耗？

Question

本来我想知道是否ToList分配比使用 List<T> 的构造函数更多的内存这需要 IEnumerable<T> (没有不同)。

出于测试目的，我使用了 Enumerable.Range创建一个源数组，我可以用它来创建 List<int> 的实例通过 1. ToList和 2. constructor .两者都在创建副本。

这就是我如何注意到内存消耗的巨大差异:

1. Enumerable.Range(1, 10000000)或
2. Enumerable.Range(1, 10000000).ToArray()

当我使用第一个并调用 ToList 时生成的对象需要比数组多 60% 的内存 (38,26MB/64MB)。

问:这是什么原因，或者我的推理错误在哪里？

var memoryBefore = GC.GetTotalMemory(true);
var range = Enumerable.Range(1, 10000000);
var rangeMem = GC.GetTotalMemory(true) - memoryBefore; // negligible
var list = range.ToList();
var memoryList = GC.GetTotalMemory(true) - memoryBefore - rangeMem;

String memInfoEnumerable = String.Format("Memory before: {0:N2} MB List: {1:N2} MB"
    , (memoryBefore / 1024f) / 1024f
    , (memoryList   / 1024f) / 1024f);
// "Memory before: 0,11 MB List: 64,00 MB"

memoryBefore = GC.GetTotalMemory(true);
var array = Enumerable.Range(1, 10000000).ToArray();
var memoryArray = GC.GetTotalMemory(true) - memoryBefore;
list = array.ToList();
memoryList = GC.GetTotalMemory(true) - memoryArray;

String memInfoArray = String.Format("Memory before: {0:N2} MB Array: {1:N2} MB List: {2:N2} MB"
   , (memoryBefore / 1024f) / 1024f
   , (memoryArray  / 1024f) / 1024f
   , (memoryList   / 1024f) / 1024f);
// "Memory before: 64,11 MB Array: 38,15 MB List: 38,26 MB"

Answer 1

这可能与添加到列表时用于调整后备缓冲区大小的加倍算法有关。当您分配为数组时，的长度是已知的，并且可以通过检查 IList[<T>] 来查询和/或 ICollection[<T>] ;因此它可以分配一个单一的数组，第一次调整大小，然后只是 block 复制内容。

对于序列这是不可能的(序列不会以任何可访问的方式公开长度)；因此它必须退回到“继续填充缓冲区；如果已满，将其加倍并复制”。

显然这需要大约两倍的内存。

一个有趣的测试是:

var list = new List<int>(10000000);
list.AddRange(Enumerable.Range(1, 10000000));

这将在最初分配正确的大小，同时仍然使用序列。

tl；博士；构造函数在传递一个序列时，首先检查它是否可以通过转换为众所周知的接口(interface)来获取长度。