C# LINQ パフォーマンスについて

目次

• LINQ の利点
• 使用時ルール
• ベンチマーク - 反復処理
• ベンチマーク - フィルタリング
• ベンチマーク - 変換
• LINQ はどれだけ GC を生成するか
• 結論

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LINQ の利点

• LINQ (Language Integrated Query) は、簡潔で扱いやすいコードを書くための C# 機能セットです。
  クエリ構文を使うことで、最小限のコードでデータソースに対する
  フィルタリング、ソート、グルーピングを実行できます。

LINQ 使用時の注意点

• LINQ の多くの演算子は中間バッファ (配列のようなもの) を生成し、それがすべてガベージになります。👉 GC 発生
• 1〜2 個の LINQ 演算子で済む場面でも、可読性目的で細かく分割しすぎると性能低下の原因になります。
• Average、Count、OrderBy、Reverse などは元シーケンスを反復するため、性能面で不利です。

そのため、LINQ を使う前に以下のルールを考える必要があります。

使用時ルール

1. すばやい実装が必要か (プロトタイプ開発、TDD)? - LINQ を使う
2. 性能に敏感でないコードか? - LINQ を使う
3. LINQ の利便性や可読性が本当に必要か? - LINQ を使う
4. 毎フレーム呼ばれる、または性能クリティカルな箇所か? - LINQ は使わない

LINQ パフォーマンスベンチマーク

• ベンチマークライブラリ: BenchMark
• テストコード: TestCode
• 元記事: LinqPerformance

ベンチマーク - 反復処理

年齢 18 歳未満の Customer 数を返す

For / Foreach

// 性能: 高速 (GC なし)
int count = 0;
foreach (var c in customers)
{
    if (c.Age < 18)
        count++;
}
return count;

LINQ Count

// 性能: 低速 (GC 発生)
// Count() は内部で
// シーケンス全体を走査する
return customers
    .Count(c => c.Age < 18);

1. For / Foreach

2. LINQ Count / Predicate Count
   

for/foreach と比べると、LINQ には若干のオーバーヘッド (機能実行に伴う追加の時間・メモリ・リソース) があります。
フィルタ後のカウントは比較的 for に近いですが、単純に要素数を返す Count は性能低下が大きいです。

ベンチマーク - フィルタリング

年齢 18 歳以上の顧客配列サブセットを返す

1. For / Foreach

2. LINQ

for/foreach 実装と非常に近い性能です。for/foreach より約 4ms 遅い結果でした。

実際に RaycastAll でフィルタ後に tag チェックへ使ったコード

フィルタリングのようなケースでは、通常の for/foreach よりも簡潔で可読性の高いコードにできます。

ベンチマーク - 変換

年齢を年ではなく月で表現した顧客リストを返す

1. For / Foreach

2. LINQ

LINQ はどれだけ GC を生成するか?

テスト条件は下記リンク参照

• 元記事: Just How Much Garbage Does LINQ Create?

結果

1. GC Alloc Count
   
   

Microsoft Docs の Unity 向けパフォーマンス推奨

Unity に対するパフォーマンス推奨事項

LINQ vs For - パフォーマンス比較チャート

相対実行時間比較 (低いほど高速、for = 1.0 基準)

結論

1. LINQ の Count はかなり遅い。
2. フィルタリング (Where) と変換 (Select) は性能面で for とほぼ同等。
3. 1〜2 行の非常に簡潔なコードが書ける。
4. デバッグはやや難しい。
5. GC 発生があるため、乱用すると厳しくなる。
6. 毎フレーム呼び出しや性能影響が大きい箇所では使わないこと。