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xlsx。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

	NPOI	EPPlus	OpenXML	Aspose
包依赖	有1个	无	无	无
封装程度	正常	正常	低层	正常
支持格式	完善	仅xlsx	仅xlsx	完善
开源协议	Apache-2.0	LGPL	MIT	不开源‍
收费类型	免费	免费	免费	收费

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：

包	最新稳定版本号
NPOI	2.4.1
EPPlus	4.5.3.2
OpenXML	2.9.1
Aspose.Cells	19.8.0

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

项目	值
CPU	E3-1230 v3 @ 3.30GHz
内存	24GB DDR3-1600 MHz (8GBx3)
操作系统	Windows 10 1903 64位
电源选项	已设置为“高性能”‍
软件	LINQPad 6.0.18
运行时环境	.NET Core 3.0-preview8-28405-07

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&lt;object&gt; Measure(Action action, int times = 5)	
{	return Enumerable.Range(1, times).Select(i =&gt;	{	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&lt;T&gt;(List&lt;T&gt; data, string path)	
{	PropertyInfo[] props = typeof(User).GetProperties();	string noCache = null;	for (var i = 0; i &lt; props.Length; ++i)	{	noCache = props[i].Name;	}	for (var i = 0; i &lt; data.Count; ++i)	{	for (var j = 0; j &lt; 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：

次数	分配内存	内存提高	耗时
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&lt;T&gt;(List&lt;T&gt; 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 &lt; props.Length; ++i)	{	headRow.CreateCell(i).SetCellValue(props[i].Name);	}	for (var i = 0; i &lt; data.Count; ++i)	{	var row = sheet.CreateRow(i + 1);	for (var j = 0; j &lt; 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：

次数	分配内存	内存提高	耗时
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&lt;T&gt;(List&lt;T&gt; 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 &lt; props.Length; ++i)	{	sheet.Cells[1, i + 1].Value = props[i].Name;	}	for (var i = 0; i &lt; data.Count; ++i)	{	for (var j = 0; j &lt; 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）。

次数	分配内存	内存提高	耗时
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&lt;T&gt;(List&lt;T&gt; data, string path)	
{	using SpreadsheetDocument excel = SpreadsheetDocument.Create(path, SpreadsheetDocumentType.Workbook);	WorkbookPart workbookPart = excel.AddWorkbookPart();	workbookPart.Workbook = new Workbook();	WorksheetPart worksheetPart = workbookPart.AddNewPart&lt;WorksheetPart&gt;();	worksheetPart.Worksheet = new Worksheet(new SheetData());	Sheets sheets = excel.WorkbookPart.Workbook.AppendChild&lt;Sheets&gt;(new Sheets());	Sheet sheet = new Sheet	{	Id = excel.WorkbookPart.GetIdOfPart(worksheetPart),	SheetId = 1,	Name = "Sheet1"	};	sheets.Append(sheet);	SheetData sheetData = worksheetPart.Worksheet.GetFirstChild&lt;SheetData&gt;();	PropertyInfo[] props = typeof(User).GetProperties();	{    // header	var row = new Row() { RowIndex = 1 };	sheetData.Append(row);	row.Append(props.Select((prop, i) =&gt; new Cell	{	CellReference = ('A' + i - 1) + row.RowIndex.Value.ToString(),	CellValue = new CellValue(props[i].Name),	DataType = new EnumValue&lt;CellValues&gt;(CellValues.String),	}));	}	sheetData.Append(data.Select((item, i) =&gt; 	{	var row = new Row { RowIndex = (uint)(i + 2) };	row.Append(props.Select((prop, j) =&gt; new Cell	{	CellReference = ('A' + j - 1) + row.RowIndex.Value.ToString(),	CellValue = new CellValue(props[j].GetValue(data[i]).ToString()),	DataType = new EnumValue&lt;CellValues&gt;(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：

次数	分配内存	内存提高	耗时
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

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

注意，Aspose.Cells像Excel软件一样，提供了Sheet1/Sheet2/Sheet3三个默认的工作表，因此取这三个工作表时，不要创建，而是取出来。

性能测试结果如下：

次数	分配内存	内存提高	耗时
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首次占用内存385MB，用于3.3秒，后面每次降低为内存341MB，用时2.0秒。

总结

四种导出Excel库的横向评测数据如下，数据取5次数值的内存消耗中位数

，百分比以EPPlus的测试数据为100%基准：

次数	分配内存	内存占比	耗时‍	耗时占比
基准(仅反射)	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%