.NET10 New feature 新增功能介绍-JIT编译器改进

首先.NET10是一个LTS版本，微软官方支持3年，所以作为最新的主力版本，可以尽快升级使用。

今天我们详细介绍一下.NET 10的一些新功能-JIT编译器改进

.NET 10 的 JIT 改进不是让慢代码变快，而是让“设计良好的代码不再被性能惩罚”。

对业务代码是否有“侵入性”？几乎没有

• 不需要改写代码

• 不需要 unsafe

• 不需要特殊编译选项

你写的是“好代码”，JIT 会越来越聪明地帮你榨干性能。

.NET 10 中的 JIT 编译器包括通过更好的代码生成和优化策略提高性能的重要增强功能。改进结构参数的代码生成

.NET 的 JIT 编译器能够进行称为物理提升的优化，其中结构的成员放置在寄存器而不是堆栈中，从而消除了内存访问。 将结构传递给方法时，此优化特别有用，调用约定要求在寄存器中传递结构成员。

.NET 10 改进了 JIT 编译器的内部表示形式，以处理共享寄存器的值。 以前，当需要将结构成员打包到单个寄存器中时，JIT 将首先将值存储在内存中，然后将其加载到寄存器中。 现在，JIT 编译器可以将结构参数的优化成员直接存储到共享寄存器中，从而消除不必要的内存操作。

struct Point { public long X; public long Y; public Point(long x, long y) { X = x; Y = y; } } [MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)] private static void Consume(Point p) { Console.WriteLine(p.X + p.Y); } private static void Main() { Point p = new Point(10, 20); Consume(p); }

在 x64 CPU架构上，/* by 01130.hk - online tools website : 01130.hk/zh/formatxml.html */ Point的成员会分配到单独的寄存器，并传递给/* by 01130.hk - online tools website : 01130.hk/zh/formatxml.html */ Consume。由于本地p的物理提升已启动，因此最初不会在堆栈上分配任何内容。

Program:Main() (FullOpts):
mov edi, 10
mov esi, 20
tail.jmp [Program:Consume(Program+Point)]

现在，假设成员Point的类型已更改为int而不是long。 由于 aint为四个字节宽，寄存器在 x64 上宽 8 个字节，因此调用约定要求在一个寄存器中传递成员Point。

以前，JIT 编译器首先将值存储到内存中，然后将八字节区块加载到寄存器中。

在.NET 10中，JIT 编译器现在可以直接将结构参数的提升成员放入共享寄存器中：

Program:Main() (FullOpts):
mov rdi, 0x140000000A
tail.jmp [Program:Consume(Program+Point)]

这样就不需要中间内存存储，从而生成更高效的程序集代码。

改进了循环转化

JIT 编译器可以提升循环的条件while，并将循环体转换为do-while循环，从而生成最终形状：

if (loopCondition) { do { // loop body } while (loopCondition); }

此转换称为循环反转。 通过将条件移动到循环底部，JIT 无需将分支到循环顶部来测试条件，从而改进代码布局。 许多优化（如循环克隆、循环展开和感应变量优化）也依赖于循环反转来生成此形状来帮助分析。

.NET 10 通过从词法分析实现切换到基于图形的循环识别实现来增强循环反转。

此更改会考虑所有自然循环（即只有单个入口点的循环）并忽略以前被考虑的误报，从而提高了精度。 这使得包含for和while语句的 .NET 程序具有了更高的优化潜力。

数组接口方法反虚拟化

.NET 10 的重点 领域 之一是减少常用语言功能的抽象开销。 为了追求此目标，JIT 去虚拟化方法调用的能力已经扩展为涵盖数组接口方法。

请考虑遍历一个数组的典型方法：

static int Sum(int[] array) { int sum = 0; for (int i = 0; i < array.Length; i++) { sum += array[i]; } return sum; }

此代码形式易于 JIT 优化，主要是因为不存在虚拟调用。 相反，JIT 可以专注于删除对数组访问的边界检查，并应用 .NET 9 中添加的循环优化。 以下示例添加一些虚拟调用：

static int Sum(int[] array) { int sum = 0; IEnumerable<int> temp = array; foreach (var num in temp) { sum += num; } return sum; }

基础集合的类型是明确的，JIT 应该能够将此代码片段转换为第一个代码片段。 但是，数组接口的实现方式与“普通”接口不同，因此 JIT 不知道如何对它们进行反虚拟化。 这意味着循环中的foreach枚举器调用仍然是虚拟的，从而阻止了多个优化，例如内联和堆栈分配。

从 .NET 10 开始，JIT 可以取消虚拟化和内联数组接口方法。 这是实现两者性能相等的诸多步骤中的第一步，如.NET 10 去抽象计划中所述。

周国庆

2025/12/21