.NET Core 生成哈希代码的高效率实现

.Net Core 在 System.Security.Cryptography 命名空间下的 HashAlgorithm 有哈希算法的实现，包括 MD5、SHA1、SHA256、HMAC 等，需要注意的是该实现方式是线程不安全的，在多线程并发情况下可能出现非预期的结果。

下面是一个较优的高效率实现方式：

using System;
using System.Diagnostics;
using System.Reflection;
using System.Runtime.CompilerServices;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;

static class THashAlgorithmInstances<THashAlgorithm> where THashAlgorithm : HashAlgorithm
{
    /// <summary>
    /// 线程静态变量。
    /// 即：这个变量在每个线程中都是唯一的。
    /// 再结合泛型类实现了该变量在不同泛型或不同的线程里的变量都是唯一的。
    /// 这样做的目的是为了避开多线程问题。
    /// </summary>
    [ThreadStatic]
    static THashAlgorithm instance;

    public static THashAlgorithm Instance => instance ?? Create(); // C# 语法糖，低版本可以改为 { get { return instance != null ? instance : Create(); } }

    /// <summary>
    /// 寻找 THashAlgorithm 类型下的 Create 静态方法，并执行它。
    /// 如果没找到，则执行 Activator.CreateInstance 调用构造方法创建实例。
    /// 如果 Activator.CreateInstance 方法执行失败，它会抛出异常。
    /// </summary>
    [MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]
    static THashAlgorithm Create()
    {
        var createMethod = typeof(THashAlgorithm).GetMethod(
            nameof(HashAlgorithm.Create), // 这段代码同 "Create"，低版本 C# 可以替换掉
            BindingFlags.Public | BindingFlags.Static | BindingFlags.DeclaredOnly,
            Type.DefaultBinder,
            Type.EmptyTypes,
            null);
        if (createMethod != null)
        {
            instance = (THashAlgorithm)createMethod.Invoke(null, new object[] { });

        }
        else
        {
            instance = Activator.CreateInstance<THashAlgorithm>();
        }
        return instance;
    }
}

public static class HashAlgorithmHelper
{
    static readonly char[] Digitals = {'0','1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f' };
    static string ToString(byte[] bytes)
    {
        const int byte_len = 2; // 表示一个 byte 的字符长度。
        var chars = new char[byte_len * bytes.Length];
        var index = 0;
        foreach (var item in bytes)
        {
            chars[index] = Digitals[item >> 4/* byte high */]; ++index;
            chars[index] = Digitals[item & 15/* byte low  */]; ++index;
        }
        return new string(chars);
    }
    public static string ComputeHash<THashAlgorithm>(string input) where THashAlgorithm : HashAlgorithm
    {
        var bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(input);
        return ToString(THashAlgorithmInstances<THashAlgorithm>.Instance.ComputeHash(bytes));
    }
}
class Program
{
    public static string GetMd5Hash(string input)
    {
        using (MD5 md5Hash = MD5.Create())
        {
            // Convert the input string to a byte array and compute the hash.
            byte[] data = md5Hash.ComputeHash(Encoding.UTF8.GetBytes(input));
            // Create a new Stringbuilder to collect the bytes
            // and create a string.
            StringBuilder sBuilder = new StringBuilder();
            // Loop through each byte of the hashed data 
            // and format each one as a hexadecimal string.
            for (int i = 0; i < data.Length; i++)
            {
                sBuilder.Append(data[i].ToString("x2"));
            }
            // Return the hexadecimal string.
            return sBuilder.ToString();
        }
    }
    static void Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine(HashAlgorithmHelper.ComputeHash<MD5>("Hello World!"));
        Console.WriteLine(GetMd5Hash("Hello World!"));
        while (true)
        {
            var stopwatch = Stopwatch.StartNew();
            for (int i = 0; i < 1000000; i++)
            {
                HashAlgorithmHelper.ComputeHash<MD5>("Hello World!");
            }
            Console.WriteLine(stopwatch.ElapsedMilliseconds);
            stopwatch = Stopwatch.StartNew();
            for (int i = 0; i < 1000000; i++)
            {
                GetMd5Hash("Hello World!");
            }
            Console.WriteLine(stopwatch.ElapsedMilliseconds);
        }
    }
}

原文链接地址：http://blog.exsvc.cn/article/net-core-hash-generate.html
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