Exceções custam ou não custam? Uma avaliação empírica

Está rolando uma discussão no .Net Architects sobre o custo das exceções. Eu sempre soube que elas eram muito caras. O Philip Calçado colocava que não lançar exceções por questões de performance é otimização prematura. Bom, fui checar.

Fiz um código em que criava uma entidade inválida. Em um, a entidade era criada inválida e um valor de status de invalidação era configurado. No outro a entidade não foi criada, e uma exceção foi lançada no construtor.

Vejam as entidades:

class ComExcecao
{
    public ComExcecao(bool algumParam)
    {
        throw new Exception("erro");
    }
}

class SemExcecao
{
    public SemExcecao(bool algumParam)
    {
        EhValida = false;
    }
    public bool EhValida { get; set; }
}

Aqui está o código para testar isso:

static void Main(string[] args)
{
    var quantidadeDeVezes = 100000;
    Console.WriteLine("Quantas vezes você quer rodar? Padrão == {0}", quantidadeDeVezes);
    var vezesInputada = Console.ReadLine();
    
    EngolirErro(()=>quantidadeDeVezes = Convert.ToInt32(vezesInputada));

    Console.WriteLine("Rodando {0} iterações...", quantidadeDeVezes);

    var totalSemExcecao =
        Executar(() =>
                     {
                         for (int i = 0; i < quantidadeDeVezes; i++)
                         {
                             bool EhValida;
                             var classe = new SemExcecao(true);
                             EhValida = classe.EhValida;
                         }
                     });
    Console.WriteLine("Total sem exceção: {0} milisegundos", totalSemExcecao);

    var totalComExcecao =
        Executar(() =>
                     {
                         for (int i = 0; i < quantidadeDeVezes; i++)
                         {
                             bool EhValida;
                             try
                             {
                                 new ComExcecao(true);
                                 EhValida = true;
                             }
                             catch (Exception)
                             {
                                 EhValida = false;
                             }
                         }
                     });
    Console.WriteLine("Total com exceção: {0} milisegundos", totalComExcecao);

    var diferenca = Math.Abs(totalComExcecao - totalSemExcecao);
    var maisRapido = totalComExcecao > totalSemExcecao ? "sem exceção" : "com exceção";
    var percentualMaisRapido = ObterPercentualMaior(totalComExcecao, totalSemExcecao);
    
    Console.WriteLine("Código {0} é mais rápido em {1} milisegundos ({2}).", 
        maisRapido, 
        diferenca,
        percentualMaisRapido);

    Console.ReadLine();

}

Estou ocultando as funções de auxílio para não poluir (no final eu mostro).

Resultados (código compilado como release, cliquem nas figuras para ampliar):

• Dez milhões de iterações
  Total sem exceção: 112 milisegundos (um décimo de um segundo)
  Total com exceção: 256.310 milisegundos (256 segundos, ou quase 5 minutos)
  Código sem exceção é mais rápido em 256.198 milisegundos (2288.48%).
   
  
• Um milhão de iterações:
  Total sem exceção: 9 milisegundos
  Total com exceção: 25.286 milisegundos
  Código sem exceção é mais rápido em 25.277 milisegundos (2809.56%).
  
  
• Cem mil iterações:
  Total sem exceção: 2 milisegundos
  Total com exceção: 2.497 milisegundos
  Código sem exceção é mais rápido em 2.495 milisegundos (1248.50%).
  
  
• Dez mil iterações:
  Total sem exceção: 0 milisegundos
  Total com exceção: 252 milisegundos
  Código sem exceção é mais rápido em 252 milisegundos (Menor valor == 0).
   
  

Minha avaliação dos resultados é que não dá mesmo pra colocar exceções onde código de negócio devia estar ocorrendo. Como eu já havia dito aqui antes, exceções são coisas que não são esperadas (daí o nome “exceção”), como erros, quedas de conexão, etc. Se a magnitude da diferença fosse de 200% até conseguiria entender isso como otimização prematura. Mas uma diferença de quase 3 mil porcento significa que em vez de um servidor, vou ter que colocar 30 pra fazer a mesma coisa. Não faz o menor sentido em praticamente nenhum cenário.

Mais algumas fontes:

1. Exceptions and Performance e Exceptions and Performance Redux
2. The True Cost of .NET Exceptions e The True Cost of .NET Exceptions -- Solution

Pra quem ficou curioso, segue o código que faz a avaliação do tempo, ele usa uma classezinha pouco utilizada do Framework, a System.Diagnostics.StopWatch:

public static double Executar(Action acao)
{
    var stopwatch = new Stopwatch();
    stopwatch.Start();
    acao();
    stopwatch.Stop();
    return stopwatch.ElapsedMilliseconds;            
}

O código, para quem quiser refazer os testes, está aqui.