【C# IO 操作 】内存包装类 Memory <T>和 Span<T> 相关类型

简介

.NET 包含多个相互关联的类型，它们表示任意内存的连续的强类型区域。 这些方法包括：

• System.Span<T>

  • 用于访问连续的内存区域
  • 得到该类型的实例：
    • 1个T类型的数组
    • 1个String
    • 1个使用 stackalloc 分配的缓冲区
    • 1个指向非托管内存的指针
  • 实例必须存储在堆栈(stack)上，因此有很对限制
    • 类的字段不能是此类型
    • 不能在异步操作中使用

• System.ReadOnlySpan<T>

  • Span<T> 结构体的不可变版本

• System.Memory<T>

  • 连续的内存区域的包装器
  • 实例创建
    • T 类型数组
    • String
    • 内存管理器
    • 实例可以存储在托管堆(managed heap)上，所以它没有 Span<T> 的限制

• System.ReadOnlyMemory<T>

  • Memory<T> 结构的不可变版本。

• System.Buffers.MemoryPool<T>

  • 它将强类型内存块从内存池分配给所有者
    • IMemoryOwner<T> 实例可以通过调用 MemoryPool<T>.Rent 从池中租用
    • 通过调用 MemoryPool<T>.Dispose() 将其释放回池中

• System.Buffers.IMemoryOwner<T>

  • 表示内存块的所有者,管理其生命周期

• MemoryManager<T>

  • 一个抽象基类，可用于替换 Memory<T> 的实现，以便 Memory<T> 可以由其他类型（如安全句柄(safe handles)）提供支持
  • MemoryManager<T> 适用于高级方案。

• ArraySegment<T>

  • 是数组的包装，对应数组中，从特定索引开始的特定数量的一系列元素

• System.MemoryExtensions

  • 用于将String、数组和数组段(ArraySegment<T>)转换为 Memory<T> 块的扩展方法集

System.Span<T>、System.Memory<T> 及其对应的只读类型被设计为:

• 避免不必要地复制内存或在托管堆上进行内存分配
• 通过 Slice 方法或这些类型的的构造函数创建它们, 并不涉及复制底层缓冲(underlying buffers): 只更新相关引用和偏移
  • 形象的说就是，只更新我们可以访问到的内存的位置和范围，而不是将这些内存数据复制出来

备注:

对于早期框架，Span<T> 和 Memory<T> 在 System.Memory NuGet 包中提供。

使用 memory 和 span

• 由于 memory 和 span 相关类型通常用于在处理 pipeline 中存储数据，因此开发人员在使用 Span<T>、Memory<T> 和相关类型时要务必遵循一套最佳做法。 Memory<T> 和Span<T> 使用准则中介绍了这些最佳做法。