前言

導(dǎo)出Excel是.NET的常見(jiàn)需求，開(kāi)源社區(qū)、市場(chǎng)上，都提供了不少各式各樣的Excel操作相關(guān)包。本文，我將使用NPOI、EPPlus、OpenXML、Aspose.Cells四個(gè)市面上常見(jiàn)的庫(kù)，各完成一個(gè)導(dǎo)出Excel示例。然后對(duì)其代碼風(fēng)格和性能做一個(gè)橫向比較。最后我將說(shuō)出我自己的感想。文中所有的示例代碼可以在這里下載：https://github.com/sdcb/blog-data/tree/master/2019/20190824-dotnet-excel-compare

NPOI

NPOI源自于Java的Apache POI(https://poi.apache.org/)，目前最新版本是2.4.1。NPOI是開(kāi)源項(xiàng)目，作者是華人(https://github.com/tonyqus/)，項(xiàng)目地址是：https://github.com/tonyqus/npoi。

幾年前大家導(dǎo)出Excel都使用COM，但COM不方便，這個(gè)組件的推出無(wú)疑彌補(bǔ)了.NET在Excel方面組件的空白，大家都說(shuō)比COM好用。

NPOI還加入了.NET Core Community組織，項(xiàng)目地址是：https://github.com/dotnetcore/NPOI。

EPPlus

EPPlus是另一個(gè)開(kāi)源的Excel操作庫(kù)，目前最新版本是4.5.3.2。Github地址是：https://github.com/JanKallman/EPPlus。

EPPlus僅依賴基礎(chǔ)類庫(kù)BCL，完全沒(méi)有第三方包依賴，也是.NET原生庫(kù)。

EPPlus只支持導(dǎo)出Office 2007之后的格式，也就是xlsx。這已經(jīng)是存在12年的格式了，但如果有客戶想要導(dǎo)出xls，EPPlus將不支持。

OpenXML

OpenXML的NuGet包全稱是DocumentFormat.OpenXml：是微軟推出的較為低層的Excel操作庫(kù)，最新穩(wěn)定版本是2.9.1。OpenXML也是開(kāi)源項(xiàng)目，地址是：https://github.com/OfficeDev/Open-XML-SDK。

從該項(xiàng)目的名字可以看出，OpenXML比較涉及底層，因此很容易令人浮想聯(lián)翩，感覺(jué)它的性能、速度很可能是最快的，但真的如此嗎？

Aspose.Cells

這是Aspose Pty Ltd公司推出的Excel操作庫(kù)。它是眾多Aspose File Format API產(chǎn)品其中之一。目前最新版本是19.8.0(基于年/月)。Aspose提供了應(yīng)有盡有的文件格式支持，除了.NET外，Aspose還提供了C++和Java的包。

據(jù)我所知Aspose的客戶支持服務(wù)也不錯(cuò)，客戶提出的問(wèn)題經(jīng)常可以在下一次發(fā)布時(shí)解決。

Aspose.Cells是不開(kāi)源，付費(fèi)的庫(kù)，但提供無(wú)限期的試用，據(jù)[官方網(wǎng)站](https://docs.aspose.com/display/cellsnet/Licensing#Licensing-EvaluationVersionLimitations)顯示，試用版將

• 限制打開(kāi)文件數(shù)量100個(gè)

• 限制使用Aspose.Cells.GridWeb功能

• 生成的Excel將添加如下水印：

但經(jīng)過(guò)我的試用，無(wú)論是并行還是串行，都沒(méi)找到限制打開(kāi)文件數(shù)量100個(gè)的限制。因此，“試用版”對(duì)我們的物理限制，就只有這個(gè)水印了(當(dāng)然加了這個(gè)水印，客戶肯定也不會(huì)有好表情?)。

Excel-COM

COM是隨著Excel安裝而自帶的庫(kù)，Excel的包名叫Microsoft.Office.Interop.Excel。本文不會(huì)深入解析，具體可以看[這篇文檔](https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/programming-guide/interop/how-to-access-office-onterop-objects)。

我想要多說(shuō)兩句的是，COM的old-fashion(過(guò)時(shí))不是沒(méi)有原因的，據(jù)我所知COM有以下缺點(diǎn)：

• 調(diào)用時(shí)會(huì)啟動(dòng)一個(gè)進(jìn)程外的excel.exe，可能因?yàn)樗鼮槭菍ｉT(mén)為Office設(shè)計(jì)的(不是為.NET集成設(shè)計(jì)的)

• 要求目標(biāo)環(huán)境安裝相關(guān)軟件，沒(méi)安裝將無(wú)法運(yùn)行

• 顯然也沒(méi)辦法跨平臺(tái)

• 使用了大量動(dòng)態(tài)/多參數(shù)接口，對(duì)開(kāi)發(fā)不是很友好

• 不像托管內(nèi)存，COM對(duì)資源釋放也有要求，具體參見(jiàn)[這篇文章](https://www.breezetree.com/blog/common-mistakes-programming-excel-with-c-sharp)

橫向比較

	NPOI	EPPlus	OpenXML	Aspose
包依賴	有1個(gè)	無(wú)	無(wú)	無(wú)
封裝程度	正常	正常	低層	正常
支持格式	完善	僅xlsx	僅xlsx	完善
開(kāi)源協(xié)議	Apache-2.0	LGPL	MIT	不開(kāi)源?
收費(fèi)類型	免費(fèi)	免費(fèi)	免費(fèi)	收費(fèi)

評(píng)測(cè)說(shuō)明

版本與數(shù)據(jù)

所有代碼的版本號(hào)基于上文中提到的最新穩(wěn)定版本：

包	最新穩(wěn)定版本號(hào)
NPOI	2.4.1
EPPlus	4.5.3.2
OpenXML	2.9.1
Aspose.Cells	19.8.0

數(shù)據(jù)全部基于我上篇文章使用的6萬(wàn)條/10列的數(shù)據(jù)，總共數(shù)據(jù)量19,166 KB。所有數(shù)據(jù)可以從這里下載：https://github.com/sdcb/blog-data/tree/master/2019/20190821-generate-lorem-data

環(huán)境

項(xiàng)目	值
CPU	E3-1230 v3 @ 3.30GHz
內(nèi)存	24GB DDR3-1600 MHz (8GBx3)?
?操作系統(tǒng)	Windows 10 1903 64位
電源選項(xiàng)	已設(shè)置為“高性能”?
軟件	LINQPad 6.0.18
運(yùn)行時(shí)環(huán)境	.NET Core 3.0-preview8-28405-07

注意，LINQPad設(shè)置了optimize+，代碼都是優(yōu)化后執(zhí)行的；代碼都指定了Util.NewProcess = true;，確保每次運(yùn)行都會(huì)在新進(jìn)程中運(yùn)行，不會(huì)互相影響。

我的性能測(cè)試函數(shù)介紹

IEnumerable<object> Measure(Action action, int times = 5){ return Enumerable.Range(1, times).Select(i => { var sw = Stopwatch.StartNew(); long memory1 = GC.GetTotalMemory(true); long allocate1 = GC.GetTotalAllocatedBytes(true); { action(); } long allocate2 = GC.GetTotalAllocatedBytes(true); long memory2 = GC.GetTotalMemory(true); sw.Stop(); return new { 次數(shù) = i, 分配內(nèi)存 = (allocate2 - allocate1).ToString("N0"), 內(nèi)存提高 = (memory2 - memory1).ToString("N0"), 耗時(shí) = sw.ElapsedMilliseconds, }; });}

除了時(shí)間，內(nèi)存占用實(shí)際也是非常非常重要、但容易被人忽略的性能指標(biāo)。大家都以為“內(nèi)存不值錢(qián)”，但——

• 一旦訪問(wèn)量大，內(nèi)存就會(huì)瞬間上漲，導(dǎo)致頻繁GC，導(dǎo)致性能下降；

• 內(nèi)存高也會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器分頁(yè)，這時(shí)性能就會(huì)急劇下降；

• 吞吐量下降會(huì)導(dǎo)致隊(duì)列排滿，此時(shí)服務(wù)器就會(huì)報(bào)503等錯(cuò)誤，客戶就發(fā)現(xiàn)服務(wù)器“宕機(jī)了”。

(提示：除非你的客戶真的愿意多花錢(qián)再升級(jí)一下服務(wù)器，否則不要提“內(nèi)存不值錢(qián)”。)

在我的性能測(cè)試函數(shù)中，使用了如下兩個(gè)函數(shù)來(lái)測(cè)試內(nèi)存占用：

• GC.GetTotalAllocatedBytes(true) 獲取分配內(nèi)存大小

• GC.GetTotalMemory(true) 獲取占用內(nèi)存大小

占用內(nèi)存可能會(huì)比分配內(nèi)存小，因?yàn)榇嬖诶厥?GC)，但GC會(huì)影響性能。

通過(guò)調(diào)用Measure函數(shù)，可以測(cè)得傳入的action的耗時(shí)和內(nèi)存占用。默認(rèn)會(huì)調(diào)用5次，可以從5次測(cè)試結(jié)果中取出能反映性能的值。

測(cè)試基準(zhǔn)

string Export(List data, string path){ PropertyInfo[] props = typeof(User).GetProperties(); string noCache = null; for (var i = 0; i < props.Length; ++i) { noCache = props[i].Name; } for (var i = 0; i < data.Count; ++i) { for (var j = 0; j < props.Length; ++j) { noCache = props[j].GetValue(data[i]).ToString(); } } return noCache;}

注意：

• 我有意使用了反射，這符合我們導(dǎo)出Excel代碼簡(jiǎn)單、易學(xué)、好用、好擴(kuò)展的愿意；

• 我有意使用了泛型T，而不是實(shí)際類型，這也讓這些代碼容易擴(kuò)展；

• 里面的noCache用來(lái)規(guī)避編譯器優(yōu)化刪除代碼的行為

測(cè)試結(jié)果：

次數(shù)	分配內(nèi)存	內(nèi)存提高	耗時(shí)
1	9,863,520	8,712	156
2	9,852,592	0	138
3	9,852,592	0	147
4	9,873,096	9,240	136
5	9,853,936	776	133

可見(jiàn)，基于反射操作6萬(wàn)/10列數(shù)據(jù)，每次需要分配約9MB內(nèi)存，但這些內(nèi)存都會(huì)被快速GC，最終內(nèi)存提高較少。這些使用反射的代碼運(yùn)行耗時(shí)在130ms-150ms左右。

各個(gè)庫(kù)的使用和性能表現(xiàn)

NPOI

void Export(List data, string path){ IWorkbook workbook = new XSSFWorkbook(); ISheet sheet = workbook.CreateSheet("Sheet1"); var headRow = sheet.CreateRow(0); PropertyInfo[] props = typeof(User).GetProperties(); for (var i = 0; i < props.Length; ++i) { headRow.CreateCell(i).SetCellValue(props[i].Name); } for (var i = 0; i < data.Count; ++i) { var row = sheet.CreateRow(i + 1); for (var j = 0; j < props.Length; ++j) { row.CreateCell(j).SetCellValue(props[j].GetValue(data[i]).ToString()); } } using var file = File.Create(path); workbook.Write(file);}

注意：

• 里面用到了XSSFWorkBook，其中XSSF這個(gè)前綴是從Java的POI庫(kù)傳過(guò)來(lái)的，全稱是XML SpreadSheet Format。

  這種前綴在NPOI包中很常見(jiàn)。

• XSSFWorkbook提供了bool Dispose()方法，但它未實(shí)現(xiàn)(因此千萬(wàn)別調(diào)用它)：

性能測(cè)試結(jié)果：

次數(shù)	分配內(nèi)存	內(nèi)存提高	耗時(shí)
1	1,598,586,416	537,048	6590
2	1,589,239,728	7,712	10155
3	1,589,232,056	-5,368	10309
4	1,589,237,064	7,144	10355
5	1,589,245,000	9,560	10594

分配內(nèi)存穩(wěn)定在1.48GB的樣子，首次內(nèi)存會(huì)提高524KB左右，后面趨于穩(wěn)定。首次耗時(shí)6秒多，后面穩(wěn)定在10秒多。

EPPlus

void Export(List data, string path){ using var stream = File.Create(path); using var excel = new ExcelPackage(stream); ExcelWorksheet sheet = excel.Workbook.Worksheets.Add("Sheet1"); PropertyInfo[] props = typeof(User).GetProperties(); for (var i = 0; i < props.Length; ++i) { sheet.Cells[1, i + 1].Value = props[i].Name; } for (var i = 0; i < data.Count; ++i) { for (var j = 0; j < props.Length; ++j) { sheet.Cells[i + 2, j + 1].Value = props[j].GetValue(data[i]); } } excel.Save();}

注意，不同于NPOI/Aspose.Cells，EPPlus的下標(biāo)是基于1的(而不是0)。

次數(shù)	分配內(nèi)存	內(nèi)存提高	耗時(shí)
1	534,970,328	156,048	3248
2	533,610,232	14,896	2807
3	533,595,936	7,648	2853
4	533,590,776	4,408	2742
5	533,598,440	11,280	2759

分配內(nèi)存約508MB，耗時(shí)首次稍長(zhǎng)，約3.2秒，后面穩(wěn)定在2.7-2.8秒。

OpenXML

void Export(List data, string path){ using SpreadsheetDocument excel = SpreadsheetDocument.Create(path, SpreadsheetDocumentType.Workbook); WorkbookPart workbookPart = excel.AddWorkbookPart(); workbookPart.Workbook = new Workbook(); WorksheetPart worksheetPart = workbookPart.AddNewPart(); worksheetPart.Worksheet = new Worksheet(new SheetData()); Sheets sheets = excel.WorkbookPart.Workbook.AppendChild(new Sheets()); Sheet sheet = new Sheet { Id = excel.WorkbookPart.GetIdOfPart(worksheetPart), SheetId = 1, Name = "Sheet1" }; sheets.Append(sheet); SheetData sheetData = worksheetPart.Worksheet.GetFirstChild(); PropertyInfo[] props = typeof(User).GetProperties(); { // header var row = new Row() { RowIndex = 1 }; sheetData.Append(row); row.Append(props.Select((prop, i) => new Cell { CellReference = ('A' + i - 1) + row.RowIndex.Value.ToString(), CellValue = new CellValue(props[i].Name), DataType = new EnumValue(CellValues.String), })); } sheetData.Append(data.Select((item, i) => { var row = new Row { RowIndex = (uint)(i + 2) }; row.Append(props.Select((prop, j) => new Cell { CellReference = ('A' + j - 1) + row.RowIndex.Value.ToString(), CellValue = new CellValue(props[j].GetValue(data[i]).ToString()), DataType = new EnumValue(CellValues.String), })); return row; })); excel.Save();}

注意，因?yàn)?#96;OpenXML`比較偏低層，東西比較復(fù)雜，所以我們慢慢說(shuō)：

• 對(duì)于一些對(duì)象，它需要?jiǎng)?chuàng)建相應(yīng)的Part，如WorksheetPart；

• Excel可以使用SharedStringTable來(lái)共享變量值，適合相同字符串非常多的場(chǎng)景。

  但此示例共享變量值收益很低，但會(huì)極大地增加代碼復(fù)雜性(普通用戶可能很難寫(xiě)出)，因此本示例未使用SharedStringTable；

• 它基于單元格位置標(biāo)識(shí)，如B3(第三行第二列)，因此索引方式比EPPlus/NPOI都要復(fù)雜；

• 代碼示例中使用'A' + i - 1來(lái)計(jì)算位置標(biāo)識(shí)，因此這個(gè)示例不能用于超過(guò)26列(字母數(shù))的數(shù)據(jù)；

• 代碼使用LINQ(而不是循環(huán))來(lái)枚舉所有行/列，可以讓代碼在已經(jīng)非常復(fù)雜的情況下，更簡(jiǎn)潔一點(diǎn)；

  經(jīng)測(cè)試，將LINQ改成for循環(huán)對(duì)性能結(jié)果變化影響極其微小。

測(cè)試結(jié)果如下：

次數(shù)	分配內(nèi)存	內(nèi)存提高	耗時(shí)
1	556,937,896	145,832	4009
2	555,981,216	312	3783
3	555,985,936	2,760	3884
4	555,984,384	1,872	3869
5	555,989,120	3,880	3704

內(nèi)存占用約530MB左右，第一次比后面多1MB的樣子，耗時(shí)3.7-4.0秒之間。

Aspose.Cells

void Export(List data, string path){ using var excel = new Workbook(); Worksheet sheet = excel.Worksheets["Sheet1"]; PropertyInfo[] props = typeof(User).GetProperties(); for (var i = 0; i < props.Length; ++i) { sheet.Cells[0, i].Value = props[i].Name; } for (var i = 0; i < data.Count; ++i) { for (var j = 0; j < props.Length; ++j) { sheet.Cells[i + 1, j].Value = props[j].GetValue(data[i]); } } excel.Save(path);}

注意，Aspose.Cells像Excel軟件一樣，提供了Sheet1/Sheet2/Sheet3三個(gè)默認(rèn)的工作表，因此取這三個(gè)工作表時(shí)，不要?jiǎng)?chuàng)建，而是取出來(lái)。

性能測(cè)試結(jié)果如下：

次數(shù)	分配內(nèi)存	內(nèi)存提高	耗時(shí)
1	404,004,944	3,619,520	3316
2	357,931,648	6,048	2078
3	357,934,744	7,216	2007
4	357,933,376	6,280	2017
5	357,933,360	6,424	2007

Aspose.Cells首次占用內(nèi)存385MB，用于3.3秒，后面每次降低為內(nèi)存341MB，用時(shí)2.0秒。

總結(jié)

四種導(dǎo)出Excel庫(kù)的橫向評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)如下，數(shù)據(jù)取5次數(shù)值的內(nèi)存消耗中位數(shù)

，百分比以EPPlus的測(cè)試數(shù)據(jù)為100%基準(zhǔn)：

次數(shù)	分配內(nèi)存	內(nèi)存占比	耗時(shí)?	耗時(shí)占比
基準(zhǔn)(僅反射)	9,853,936	1.85%	133	4.82%
NPOI	1,589,237,064	297.83%	10355	375.32%
EPPlus	533,598,440	100%	2759	100%
OpenXML	555,985,936	104.19%	3884	140.78%
Aspose	357,933,360	67%	2007	72.74%

可以得出以下結(jié)論：

Demo基于反射，但反射總損耗的性能不高，內(nèi)存、耗時(shí)均不超過(guò)5%；

NPOI的性能表現(xiàn)是所有項(xiàng)目中最差的，每次需要分配1.5GB的內(nèi)存和超過(guò)10秒的耗時(shí)；

EPPlus表現(xiàn)不錯(cuò)，內(nèi)存和耗時(shí)在開(kāi)源組中表現(xiàn)最佳；

收費(fèi)的Aspose.Cells表現(xiàn)最佳，內(nèi)存占用最低，用時(shí)也最短；

較為底層的OpenXML表現(xiàn)非常一般，比EPPlus要差，更不能與收費(fèi)的Aspose相提并論；

我的感想

在真的愿意嘗試一下之前，人們很容易相信自己的直覺(jué)。底層庫(kù)，通常能帶來(lái)更大的可擴(kuò)展性，能做出上層庫(kù)很難做的事來(lái)。底層庫(kù)有時(shí)性能會(huì)更快，就像更底層的C/C++比上層的JavaScript更快一樣。但事情也不都如此，如

• 更高層的React.js能在性能上將較底層的DOM操作比下去

• 數(shù)據(jù)庫(kù)基于集合的操作也比基于游標(biāo)的操作要快得多

在導(dǎo)出Excel這個(gè)例子中，我了解到Excel的xlsx格式是非常復(fù)雜的、多個(gè)xml的集合。如果基于xml做抽象——也是很正常的做法，拼出6萬(wàn)/10列的數(shù)據(jù)，需要至少60萬(wàn)個(gè)xml標(biāo)簽做拼接，很顯然這需要分配/浪費(fèi)大量?jī)?nèi)存，因此性能上不來(lái)。

我基于以下幾點(diǎn)無(wú)責(zé)任猜測(cè)：Aspose內(nèi)部可能沒(méi)xml做抽象，而是純數(shù)據(jù)做抽象(就像React.js那樣)，然后再統(tǒng)一寫(xiě)入到Excel文件。因此性能可以達(dá)到其它庫(kù)達(dá)不到的目標(biāo)：

Aspose.Cells對(duì)xml等實(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)只字未提(可能因?yàn)橐С侄喾N文件格式)；

Aspose.Cells是先在內(nèi)存中創(chuàng)建，再寫(xiě)入文件/流(NPOI也是)；

Aspose.Cells創(chuàng)建Excel時(shí)要求客戶直接使用Workbook類(NPOI也是)；

Aspose.Cells完全隱藏了Excel的位置(如B3)信息，下標(biāo)從0開(kāi)始(NPOI也是)

比較這幾點(diǎn)，NPOI也與Aspose.Cells有幾分相似，但導(dǎo)出不到6MB的`Excel`它內(nèi)存分配居然高達(dá)1.5GB，是后者的444%！畢竟迭代更新了這么多年了，代碼質(zhì)量我相信應(yīng)該沒(méi)問(wèn)題。因此我再次無(wú)責(zé)任推測(cè)：這可能因?yàn)樗菑腏ava那邊移植過(guò)來(lái)的。

我的選擇/推薦

在我做這個(gè)性能評(píng)測(cè)前，我一直使用的是EPPlus，因?yàn)槲也幌矚gNPOI有第三方依賴，也不喜歡NPOI那些“XSSF”之類的前綴命名，也顯然不會(huì)去費(fèi)心思寫(xiě)那么多費(fèi)力不討好的OpenXML代碼。

更別提這次評(píng)測(cè)發(fā)現(xiàn)EPPlus的性能確實(shí)不錯(cuò)，唯一的缺點(diǎn)就是它單元格下標(biāo)從1開(kāi)始的設(shè)計(jì)。即便如此，我還是首選推薦EPPlus。

近期也經(jīng)常使用Aspose.Cells這種商業(yè)庫(kù)，它的功能強(qiáng)大，API清晰好用，這個(gè)評(píng)測(cè)也證明它的性能卓越。除了高昂(https://purchase.aspose.com/pricing/cells/net)的價(jià)格，沒(méi)別的缺點(diǎn)了。乃有錢(qián)客戶/老板的不二之選！

出處：微信公眾號(hào)【DotNet騷操作】
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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的.net npoi xssfclientanchor设置图片缩放大小_.NET导出Excel的四种方法及评测的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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