前言

導出Excel是.NET的常見需求，開源社區、市場上，都提供了不少各式各樣的Excel操作相關包。本文，我將使用NPOI、EPPlus、OpenXML、Aspose.Cells四個市面上常見的庫，各完成一個導出Excel示例。然后對其代碼風格和性能做一個橫向比較。最后我將說出我自己的感想。

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是開源項目，作者是華人(https://github.com/tonyqus/)，項目地址是：https://github.com/tonyqus/npoi。

幾年前大家導出Excel都使用COM，但COM不方便，這個組件的推出無疑彌補了.NET在Excel方面組件的空白，大家都說比COM好用。

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

EPPlus

EPPlus是另一個開源的Excel操作庫，目前最新版本是4.5.3.2。Github地址是：https://github.com/JanKallman/EPPlus。

EPPlus僅依賴基礎類庫BCL，完全沒有第三方包依賴，也是.NET原生庫。

EPPlus只支持導出office 2007之后的格式，也就是xlsx。這已經是存在12年的格式了，但如果有客戶想要導出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，最新穩定版本是2.9.1。OpenXML也是開源項目，地址是：https://github.com/OfficeDev/Open-XML-SDK。

從該項目的名字可以看出，OpenXML比較涉及底層，因此很容易令人浮想聯翩，感覺它的性能、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。它是眾多Aspose File Format API產品其中之一。目前最新版本是19.8.0（基于年/月）。Aspose提供了應有盡有的文件格式支持，除了.NET外，Aspose還提供了C++和Java的包。

據我所知Aspose的客戶支持服務也不錯，客戶提出的問題經常可以在下一次發布時解決。

Aspose.Cells是不開源，付費的庫，但提供無限期的試用，據[官方網站](https://docs.aspose.com/display/cellsnet/Licensing#Licensing-EvaluationVersionLimitations)顯示，試用版將

限制打開文件數量100個

限制使用Aspose.Cells.GridWeb功能

生成的Excel將添加如下水印：

但經過我的試用，無論是并行還是串行，都沒找到限制打開文件數量100個的限制。因此，“試用版”對我們的物理限制，就只有這個水印了（當然加了這個水印，客戶肯定也不會有好表情）。

Excel-COM

COM是隨著Excel安裝而自帶的庫，Excel的包名叫Microsoft.Office.Interop.Excel。本文不會深入解析，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)。

我想要多說兩句的是，COM的old-fashion（過時）不是沒有原因的，據我所知COM有以下缺點：

• 調用時會啟動一個進程外的excel.exe，可能因為它為是專門為Office設計的（不是為.NET集成設計的）

• 要求目標環境安裝相關軟件，沒安裝將無法運行

• 顯然也沒辦法跨平臺

• 使用了大量動態/多參數接口，對開發不是很友好

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

橫向比較

評測說明

版本與數據

所有代碼的版本號基于上文中提到的最新穩定版本：

數據全部基于我上篇文章使用的6萬條/10列的數據，總共數據量19,166 KB。所有數據可以從這里下載：https://github.com/sdcb/blog-data/tree/master/2019/20190821-generate-lorem-data

環境

注意，LINQPad設置了optimize+，代碼都是優化后執行的；代碼都指定了Util.NewProcess = true;，確保每次運行都會在新進程中運行，不會互相影響。

我的性能測試函數介紹

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 = i,  分配內存 = (allocate2 - allocate1).ToString("N0"), 內存提高 = (memory2 - memory1).ToString("N0"),  耗時 = sw.ElapsedMilliseconds, }; });}

除了時間，內存占用實際也是非常非常重要、但容易被人忽略的性能指標。大家都以為“內存不值錢”，但——

• 一旦訪問量大，內存就會瞬間上漲，導致頻繁GC，導致性能下降；

• 內存高也會導致服務器分頁，這時性能就會急劇下降；

• 吞吐量下降會導致隊列排滿，此時服務器就會報503等錯誤，客戶就發現服務器“宕機了”。

（提示：除非你的客戶真的愿意多花錢再升級一下服務器，否則不要提“內存不值錢”。）

在我的性能測試函數中，使用了如下兩個函數來測試內存占用：

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

• GC.GetTotalMemory(true) 獲取占用內存大小

占用內存可能會比分配內存小，因為存在垃圾回收（GC），但GC會影響性能。

通過調用Measure函數，可以測得傳入的action的耗時和內存占用。默認會調用5次，可以從5次測試結果中取出能反映性能的值。

測試基準

string Export<T>(List<T> data, string path){ PropertyInfo props = typeof(User).GetProperties; string noCache = ; 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，這符合我們導出Excel代碼簡單、易學、好用、好擴展的愿意；

• 我有意使用了泛型T，而不是實際類型，這也讓這些代碼容易擴展；

• 里面的noCache用來規避編譯器優化刪除代碼的行為

測試結果：

可見，基于反射操作6萬/10列數據，每次需要分配約9MB內存，但這些內存都會被快速GC，最終內存提高較少。這些使用反射的代碼運行耗時在130ms-150ms左右。

各個庫的使用和性能表現

NPOI

void Export<T>(List<T> 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這個前綴是從Java的POI庫傳過來的，全稱是XML SpreadSheet Format。

這種前綴在NPOI包中很常見。

XSSFWorkbook提供了bool Dispose方法，但它未實現（因此千萬別調用它）：

性能測試結果：

分配內存穩定在1.48GB的樣子，首次內存會提高524KB左右，后面趨于穩定。首次耗時6秒多，后面穩定在10秒多。

EPPlus

void Export<T>(List<T> 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的下標是基于1的（而不是0）。

分配內存約508MB，耗時首次稍長，約3.2秒，后面穩定在2.7-2.8秒。

OpenXML

void Export<T>(List<T> data, string path){ using SpreadsheetDocument excel = SpreadsheetDocument.Create(path, SpreadsheetDocumentType.Workbook);
 WorkbookPart workbookPart = excel.AddWorkbookPart; workbookPart.Workbook = new Workbook;
 WorksheetPart worksheetPart = workbookPart.AddNewPart<WorksheetPart>; worksheetPart.Worksheet = new Worksheet(new SheetData);
 Sheets sheets = excel.WorkbookPart.Workbook.AppendChild<Sheets>(new Sheets); Sheet sheet = new Sheet { Id = excel.WorkbookPart.GetIdOfPart(worksheetPart), SheetId = 1, Name = "Sheet1" }; sheets.Append(sheet); SheetData sheetData = worksheetPart.Worksheet.GetFirstChild<SheetData>;
 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>(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>(CellValues.String), })); return row; })); excel.Save;}

注意，因為`OpenXML`比較偏低層，東西比較復雜，所以我們慢慢說：

• 對于一些對象，它需要創建相應的Part，如WorksheetPart；

• Excel可以使用SharedStringTable來共享變量值，適合相同字符串非常多的場景。

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

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

• 代碼示例中使用'A' + i - 1來計算位置標識，因此這個示例不能用于超過26列（字母數）的數據；

• 代碼使用LINQ（而不是循環）來枚舉所有行/列，可以讓代碼在已經非常復雜的情況下，更簡潔一點；

  經測試，將LINQ改成for循環對性能結果變化影響極其微小。

測試結果如下：

內存占用約530MB左右，第一次比后面多1MB的樣子，耗時3.7-4.0秒之間。

Aspose.Cells

void Export<T>(List<T> 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/Sheet3三個默認的工作表，因此取這三個工作表時，不要創建，而是取出來。

性能測試結果如下：

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

總結

四種導出Excel庫的橫向評測數據如下，數據取5次數值的內存消耗中位數

，百分比以EPPlus的測試數據為100%基準：

可以得出以下結論：

1. Demo基于反射，但反射總損耗的性能不高，內存、耗時均不超過5%；

2. NPOI的性能表現是所有項目中最差的，每次需要分配1.5GB的內存和超過10秒的耗時；

3. EPPlus表現不錯，內存和耗時在開源組中表現最佳；

4. 收費的Aspose.Cells表現最佳，內存占用最低，用時也最短；

5. 較為底層的OpenXML表現非常一般，比EPPlus要差，更不能與收費的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。底層庫，通常能帶來更大的可擴展性，能做出上層庫很難做的事來。底層庫有時性能會更快，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

• 數據庫基于集合的操作也比基于游標的操作要快得多

在導出Excel這個例子中，我了解到Excel的xlsx格式是非常復雜的、多個xml的集合。如果基于xml做抽象——也是很正常的做法，拼出6萬/10列的數據，需要至少60萬個xml標簽做拼接，很顯然這需要分配/浪費大量內存，因此性能上不來。

我基于以下幾點無責任猜測：Aspose內部可能沒xml做抽象，而是純數據做抽象（就像React.js那樣），然后再統一寫入到Excel文件。因此性能可以達到其它庫達不到的目標：

1. Aspose.Cells對xml等實現相關技術只字未提（可能因為要支持多種文件格式）；

2. Aspose.Cells是先在內存中創建，再寫入文件/流（NPOI也是）；

3. Aspose.Cells創建Excel時要求客戶直接使用Workbook類（NPOI也是）；

4. Aspose.Cells完全隱藏了Excel的位置（如B3）信息，下標從0開始（NPOI也是）

比較這幾點，NPOI也與Aspose.Cells有幾分相似，但導出不到6MB的`Excel`它內存分配居然高達1.5GB，是后者的444%！畢竟迭代更新了這么多年了，代碼質量我相信應該沒問題。因此我再次無責任推測：這可能因為它是從Java那邊移植過來的。

我的選擇/推薦

在我做這個性能評測前，我一直使用的是EPPlus，因為我不喜歡NPOI有第三方依賴，也不喜歡NPOI那些“XSSF”之類的前綴命名，也顯然不會去費心思寫那么多費力不討好的OpenXML代碼。

更別提這次評測發現EPPlus的性能確實不錯，唯一的缺點就是它單元格下標從1開始的設計。即便如此，我還是首選推薦EPPlus。

近期也經常使用Aspose.Cells這種商業庫，它的功能強大，API清晰好用，這個評測也證明它的性能卓越。除了高昂(https://purchase.aspose.com/pricing/cells/net)的價格，沒別的缺點了。乃有錢客戶/老板的不二之選！

出處：本文轉載于微信公眾號【DotNet騷操作】，作者【周杰DotNet 】

出處：微信公眾號【DotNet騷操作】

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原文鏈接：https://www.cnblogs.com/sdflysha/p/20190824-dotnet-excel-compare.html