C# Academy · Lección

Benchmarking con BenchmarkDotNet

Escriba microbenchmarks precisos con BenchmarkDotNet, analice el rendimiento y las asignaciones, y evite errores habituales.

Benchmarking con BenchmarkDotNet es una lección gratuita de C# Academy en CoddyKit. Esta es la lección 4 de 4. Puedes leer la lección completa abajo gratuitamente — luego la practicas en el navegador con un editor de código integrado y un tutor de IA 24/7. Forma parte de la ruta de aprendizaje de C# Academy, y tu progreso se sincroniza en la web y la app de CoddyKit. El curso de C# Academy incluye 4 lecciones en total.

¿Por qué BenchmarkDotNet?

Realizar micropruebas de rendimiento es sorprendentemente difícil: el calentamiento del JIT, las pausas del GC, las cachés de la CPU y la planificación del sistema operativo introducen ruido. BenchmarkDotNet gestiona todo esto automáticamente y produce resultados estadísticamente fiables.

Instalación y primera prueba de rendimiento

Añada el paquete NuGet, cree una clase con métodos [Benchmark] y ejecute el código con BenchmarkRunner.Run. Ejecute siempre las pruebas de rendimiento en modo Release.

// dotnet add package BenchmarkDotNet

using BenchmarkDotNet.Attributes;
using BenchmarkDotNet.Running;

[MemoryDiagnoser]           // report allocations
[RankColumn]                // rank methods by speed
public class StringBenchmarks
{
    [Benchmark(Baseline = true)]
    public string Concatenation()
    {
        var s = "";
        for (int i = 0; i < 100; i++) s += i;
        return s;
    }

    [Benchmark]
    public string StringBuilder()
    {
        var sb = new System.Text.StringBuilder();
        for (int i = 0; i < 100; i++) sb.Append(i);
        return sb.ToString();
    }
}

// Program.cs (must run as Release):
BenchmarkRunner.Run<StringBenchmarks>();

Lectura de la tabla de resultados

BenchmarkDotNet imprime una tabla de resultados con el tiempo medio, el error, la desviación estándar, la proporción y la asignación de memoria. A continuación se explica cómo interpretar cada columna.

// Example output:
// | Method        |     Mean |   Error |  StdDev | Ratio | Alloc |
// |-------------- |---------:|--------:|--------:|------:|------:|
// | Concatenation | 4,210 ns |  81 ns  |  76 ns  |  1.00 | 6.4KB |
// | StringBuilder |   312 ns |   4 ns  |   4 ns  |  0.07 | 1.6KB |

// Mean:  average time per operation
// Error: half of 99.9% confidence interval
// StdDev: standard deviation — high value = noisy environment
// Ratio: relative to Baseline=true method (1.00)
// Alloc: managed heap allocated per operation

// Rule of thumb:
// Error should be < 5% of Mean for reliable results
// Run on an isolated machine (no background tasks)

Pruebas de rendimiento parametrizadas

Utilice [Params] para ejecutar una prueba de rendimiento con varios tamaños de entrada. BenchmarkDotNet ejecuta todas las combinaciones y genera una fila independiente para cada valor del parámetro.

[MemoryDiagnoser]
public class SearchBenchmarks
{
    [Params(10, 100, 1000, 10000)]
    public int N;

    private int[] _data = Array.Empty<int>();

    [GlobalSetup]
    public void Setup()
        => _data = Enumerable.Range(0, N).ToArray();

    [Benchmark]
    public bool LinearSearch()
        => Array.IndexOf(_data, N - 1) >= 0;

    [Benchmark]
    public bool BinarySearch()
        => Array.BinarySearch(_data, N - 1) >= 0;
}

Configuración y limpieza

Utilice atributos del ciclo de vida para ejecutar una configuración única o una configuración y limpieza en cada iteración. De este modo, el coste de configuración queda fuera del tiempo medido de la prueba de rendimiento.

[MemoryDiagnoser]
public class DbQueryBenchmarks
{
    private NpgsqlConnection _conn = null!;
    private NpgsqlCommand _cmd = null!;

    [GlobalSetup]              // runs once before all benchmarks
    public void Setup()
    {
        _conn = new NpgsqlConnection("...");
        _conn.Open();
        _cmd = new NpgsqlCommand("SELECT id FROM orders LIMIT 100", _conn);
    }

    [IterationSetup]           // runs before EACH benchmark iteration
    public void IterationSetup() { /* per-iteration prep */ }

    [Benchmark]
    public int QueryOrders() => (int)_cmd.ExecuteScalar()!;

    [GlobalCleanup]            // runs once after all benchmarks
    public void Cleanup() { _cmd.Dispose(); _conn.Dispose(); }
}

Diagnóstico de memoria

[MemoryDiagnoser] informa de las asignaciones en el montón administrado por operación. Combínelo con las opciones de [GcForce] para controlar el comportamiento del GC durante las pruebas de rendimiento.

[MemoryDiagnoser]  // adds Alloc column to results
public class AllocationBenchmarks
{
    [Benchmark]
    public int[] AllocateArray() => new int[1000];

    [Benchmark]
    public Span<int> UseStackalloc()
    {
        Span<int> span = stackalloc int[1000];
        return span; // WARN: for illustration; don't return stackalloc
    }

    [Benchmark]
    public int[] ArrayPoolRent()
    {
        var arr = System.Buffers.ArrayPool<int>.Shared.Rent(1000);
        System.Buffers.ArrayPool<int>.Shared.Return(arr);
        return arr;
    }
}

Diagnósticos: ETW y desensamblado

BenchmarkDotNet admite varios diagnósticos. DisassemblyDiagnoser muestra el código ensamblador nativo real generado, lo que resulta perfecto para verificar las optimizaciones del JIT.

using BenchmarkDotNet.Diagnosers;

[DisassemblyDiagnoser(          // show generated ASM
    maxDepth: 2,
    printSource: true,
    exportGithubMarkdown: true)]
[MemoryDiagnoser]
public class VectorizationBenchmarks
{
    private float[] _data = new float[1024];

    [Benchmark]
    public float SumScalar()
    {
        float sum = 0;
        foreach (var v in _data) sum += v;
        return sum;
    }

    [Benchmark]
    public float SumVectorized()
        => System.Numerics.Vector<float>.Count > 1
            ? VectorSum(_data)
            : SumScalar();
}

Configuraciones de trabajos

Los trabajos controlan el entorno de ejecución de la prueba de rendimiento: el número de iteraciones de calentamiento, las invocaciones por iteración, la versión del runtime de .NET y la configuración del JIT. Utilice trabajos predefinidos o personalizados.

using BenchmarkDotNet.Jobs;

// Compare JIT vs Native AOT performance:
[SimpleJob(RuntimeMoniker.Net90)]    // .NET 9 JIT
[SimpleJob(RuntimeMoniker.NativeAot90)] // .NET 9 AOT
[MemoryDiagnoser]
public class RuntimeComparison
{
    [Benchmark]
    public string SerializeJson()
    {
        var obj = new { Name = "Alice", Age = 30 };
        return System.Text.Json.JsonSerializer.Serialize(obj);
    }
}

// Custom job for more warmup:
[Config(typeof(MyConfig))]
public class PreciseBenchmarks
{
    private class MyConfig : ManualConfig
    {
        public MyConfig()
            => AddJob(Job.Default.WithWarmupCount(5).WithIterationCount(20));
    }
}

Exportación de resultados

BenchmarkDotNet exporta los resultados en varios formatos: Markdown (para solicitudes de incorporación de cambios en GitHub), CSV (para hojas de cálculo), JSON y gráficos HTML. Las opciones de exportación se configuran en la configuración del trabajo.

using BenchmarkDotNet.Exporters;
using BenchmarkDotNet.Exporters.Csv;

[Config(typeof(ExportConfig))]
public class MyBenchmarks { /* ... */ }

public class ExportConfig : ManualConfig
{
    public ExportConfig()
    {
        AddExporter(MarkdownExporter.GitHub);
        AddExporter(CsvExporter.Default);
        AddExporter(HtmlExporter.Default);
        // Results in: BenchmarkDotNet.Artifacts/results/
    }
}

// CLI usage to run specific benchmarks:
// dotnet run -c Release -- --filter "*StringBenchmarks*"
// dotnet run -c Release -- --list all  (list all benchmarks)

Caso real: optimización antes y después

Uso de BenchmarkDotNet para validar una optimización de rendimiento mediante la comparación de enfoques ingenuos, con pools y basados en Span.

[MemoryDiagnoser]
[RankColumn]
public class ParsingBenchmarks
{
    private const string Input = "2025-06-15T08:30:00Z";

    [Benchmark(Baseline = true)]
    public DateTime ParseViaString()
        => DateTime.Parse(Input);

    [Benchmark]
    public DateTime ParseExact()
        => DateTime.ParseExact(Input,
            "yyyy-MM-ddTHH:mm:ssZ",
            System.Globalization.CultureInfo.InvariantCulture);

    [Benchmark]
    public bool TryParse()
        => DateTime.TryParseExact(Input.AsSpan(),
            "yyyy-MM-ddTHH:mm:ssZ",
            System.Globalization.CultureInfo.InvariantCulture,
            System.Globalization.DateTimeStyles.None,
            out _);
}

Comprobación rápida

¿Por qué deben ejecutarse las pruebas de rendimiento de BenchmarkDotNet con dotnet run -c Release?

Recapitulación: pruebas de rendimiento con BenchmarkDotNet

Conclusiones clave:

Instale mediante NuGet, marque los métodos con [Benchmark] y ejecute con dotnet run -c Release
[MemoryDiagnoser]: añade la columna de asignaciones; [RankColumn]: clasifica por velocidad
[Params]: ejecuta la prueba con varios tamaños de entrada para determinar la complejidad algorítmica
[GlobalSetup] / [GlobalCleanup]: configuración única fuera del tiempo medido
[DisassemblyDiagnoser]: inspecciona el ASM nativo generado para verificar las optimizaciones del JIT
Utilice trabajos para comparar el JIT de .NET 9 con Native AOT y con distintas cantidades de iteraciones

Preguntas frecuentes

¿La lección «Benchmarking con BenchmarkDotNet» es gratis?

Sí — el texto completo de «Benchmarking con BenchmarkDotNet» es gratis para leer aquí en la web. Para practicarla de forma interactiva (editor de código integrado y tutor de IA 24/7) y desbloquear el resto del curso de C# Academy, actualiza a CoddyKit PRO. El curso de C# Academy incluye 4 lecciones en total.

¿Qué aprenderé en «Benchmarking con BenchmarkDotNet»?

Escriba microbenchmarks precisos con BenchmarkDotNet, analice el rendimiento y las asignaciones, y evite errores habituales. Practicas C# Academy con código real que ejecutas directamente en el navegador, y un tutor de IA 24/7 responde tus preguntas mientras trabajas en la lección.

¿Necesito experiencia previa para empezar C# Academy?

No se requiere experiencia previa. C# Academy en CoddyKit está estructurado para principiantes hasta estudiantes avanzados, así que puedes empezar aquí o desde el inicio y avanzar a tu ritmo. Esta es la lección 4 de 4.

¿Cuánto tiempo toma la lección «Benchmarking con BenchmarkDotNet»?

La mayoría de las lecciones de CoddyKit toman alrededor de 5–10 minutos. Cada una es compacta e interactiva, así que avanzas constantemente y retomas exactamente por donde dejaste en la web y la app.

¿Puedo escribir y ejecutar código en esta lección de C# Academy?

Sí. Cada lección de C# Academy incluye un editor de código integrado, así que escribes y ejecutas código real directamente en tu navegador y obtienes retroalimentación instantánea de IA — sin configuración local necesaria.

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