前言

导出Excel是.NET的常见需求，开源社区、市场上，都提供了不少各式各样的Excel操作相关包。本文，我将使用NPOI、EPPlus、OpenXML、Aspose.Cells四个市面上常见的库，各完成一个导出Excel示例。然后对其代码风格和 性能 做一个横向比较。最后我将说出我自己的感想。

文中所有的示例代码可以在这里下载： 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是开源项目，作者是华人( https://github.com/tonyqus/ )，项目地址是： https://github.com/tonyqus/npoi 。

几年前大家导出Excel都使用COM，但COM不方便，这个组件的推出无疑弥补了.NET在Excel方面组件的空白，大家都说比COM好用。

NPOI还加入了.NET Core Community组织，项目地址是： https://github.com/dotnetcore/NPOI 。

EPPlus

EPPlus是另一个开源的Excel操作库，目前最新版本是4.5.3.2。Github地址是： https://github.com/JanKallman/EPPlus 。

EPPlus仅依赖基础类库BCL，完全没有第三方包依赖，也是.NET原生库。

EPPlus只支持导出Office 2007之后的格式，也就是xls x 。这已经是存在12年的格式了，但如果有客户想要导出xls，EPPlus将不支持。

OpenXML

OpenXML的NuGet包全称是DocumentFormat.OpenXml：是 微软 推出的较为低层的Excel操作库，最新稳定版本是2.9.1。OpenXML也是开源项目，地址是： https://github.com/OfficeDev/Open-XML-SDK 。

从该项目的名字可以看出，OpenXML比较涉及底层，因此很容易令人浮想联翩，感觉它的性能、速度很 可能 是最快的， 但真的如此吗 ？

Aspose.Cells

这是Aspose Pty Ltd公司推出的Excel操作库。它是众多Aspose File Format API产品其中之一。目前最新版本是19.8.0（基于年/月）。Aspose提供了应有尽有的文件格式支持，除了.NET外，Aspose还提供了C++和Java的包。

据我所知Aspose的客户支持服务也不错，客户提出的问题经常可以在下一次发布时解决。

Aspose.Cells是不开源，付费的库，但提供 无限期 的试用，据[官方网站]( https://docs.aspose.com/display/cellsnet/Licensing#Licensing-EvaluationVersionLimitations )显示，试用版将

• 限制打开文件数量100个
• 限制使用Aspose.Cells.GridWeb功能
• 生成的Excel将添加如下水印：

但经过我的试用，无论是并行还是串行，都没找到 限制打开文件数量100个 的限制。因此，“试用版”对我们的物理限制，就只有这个水印了（当然加了这个水印，客户肯定也不会有好表情?）。

Excel-COM

COM是随着Excel安装而自带的库，Excel的包名叫Microsoft.Office.Interop.Excel。本文不会深入解析，具体可以看[这篇文档]( https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/programming-guide/interop/how-to-access-office-onterop-objects )。

我想要多说两句的是，COM的old-fashion（过时）不是没有原因的，据我所知COM有以下缺点：

• 调用时会启动一个进程外的excel.exe，可能因为它为是专门为Office设计的（不是为.NET集成设计的）
• 要求目标环境安装相关软件，没安装将无法运行
• 显然也没办法跨平台
• 使用了大量动态/多参数接口，对开发不是很友好
• 不像托管内存，COM对资源释放也有要求，具体参见[这篇文章]( https://www.breezetree.com/blog/common-mistakes-programming-excel-with-c-sharp )

横向比较

评测说明

版本与数据

所有代码的版本号基于上文中提到的最新稳定版本：

数据全部基于我上篇文章使用的6万条/10列的数据，总共数据量19,166 KB。所有数据可以从这里下载： https://github.com/sdcb/blog-data/tree/master/2019/20190821-generate-lorem-data

环境

注意，LINQPad设置了optimize+，代码都是优化后执行的；代码都指定了Util.NewProcess = true;，确保每次运行都会在新进程中运行，不会互相影响。

我的性能测试函数介绍

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
            次数 = i, 
            分配内存 = (allocate2 - allocate1).ToString("N0"),
            内存提高 = (memory2 - memory1).ToString("N0"), 
            耗时 = sw.ElapsedMilliseconds,
}

除了时间，内存占用实际也是非常非常重要、但容易被人忽略的性能指标。大家都以为“内存不值钱”，但——

• 一旦访问量大，内存就会 瞬间 上涨，导致频繁GC，导致性能下降；
• 内存高也会导致服务器分页，这时性能就会急剧下降；
• 吞吐量下降会导致队列排满，此时服务器就会报503等错误，客户就发现服务器“宕机了”。

（提示：除非你的客户 真 的愿意 多 花钱 再 升级一下服务器，否则不要提“内存不值钱”。）

在我的性能测试函数中，使用了如下两个函数来测试内存占用：

• GC.GetTotalAllocatedBytes(true) 获取 分配内存 大小
• GC.GetTotalMemory(true) 获取 占用内存 大小

占用内存 可能会比 分配内存 小，因为存在垃圾回收（GC），但GC会影响性能。

通过调用Measure函数，可以测得传入的action的耗时和内存占用。默认会调用5次，可以从5次测试结果中取出能反映性能的值。

测试基准

string Export<T>(List<T> 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，这符合我们导出Excel代码简单、易学、好用、好扩展的愿意；
• 我有意使用了泛型T，而不是实际类型，这也让这些代码容易扩展；
• 里面的noCache用来规避编译器优化删除代码的行为

测试结果：

可见，基于反射操作6万/10列数据，每次需要分配约9MB内存，但这些内存都会被快速GC，最终内存提高较少。这些使用反射的代码运行耗时在130ms-150ms左右。

各个库的使用和性能表现

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这个前缀是从Java的POI库传过来的，全称是XML SpreadSheet Format。 这种前缀在NPOI包中很常见。
• XSSFWorkbook提供了bool Dispose()方法，但它未实现（因此千万别调用它）：

性能测试结果：

分配内存稳定在1.48GB的样子，首次内存会提高524KB左右，后面趋于稳定。首次耗时6秒多，后面稳定在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的下标是基于1的（而不是0）。

分配内存约508MB，耗时首次稍长，约3.2秒，后面稳定在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，因为`OpenXML`比较偏低层，东西比较复杂，所以我们慢慢说：

• 对于一些对象，它需要创建相应的Part，如WorksheetPart；
• Excel可以使用SharedStringTable来共享变量值，适合相同字符串非常多的场景。 但此示例共享变量值收益很低，但会极大地增加代码复杂性（普通用户可能很难写出），因此本示例未使用SharedStringTable；
• 它基于单元格位置标识，如B3（第三行第二列），因此索引方式比EPPlus/NPOI都要复杂；
• 代码示例中使用'A' + i - 1来计算位置标识，因此这个示例不能用于超过26列（字母数）的数据；
• 代码使用LINQ（而不是循环）来枚举所有行/列，可以让代码在已经非常复杂的情况下，更简洁一点； 经测试，将LINQ改成for循环对性能结果变化影响 极其微小 。

测试结果如下：

内存占用约530MB左右，第一次比后面多1MB的样子，耗时3.7-4.0秒之间。

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);