.NET高性能内存管理

步步为营DotNet2025-11-14 14:42

.NET高性能内存管理

你是不是还不了解span、Memeory、ArrayPool这些用法，随着.net的不断升级，像这些提高性能的用法也层出不穷，本文重点介绍一些能够提升.net性能的用法

开篇之前，先说下提高性能的宗旨，无非就是尽量减少堆上重新分配与数据复制，让内存得以重用或在栈上分配，从而降低 GC 压力、提升访问速度

Span、ReadOnlySpan

它是栈上的结构（ref struct）,所以不会触发GC，可以提供数组、字符串等的零拷贝切片，生命周期仅仅局限于当前的栈，也就是当前方法结束，就会清除，不可以跨方法或者异步操作传递。
ReadOnlySpan<T> 是 ref struct，只能用于：局部变量、方法参数/返回值，或 ref struct 的实例字段。

整体比较好用，不过我觉得比较鸡肋的一点是只能在同步方法中使用，不能再异步方法中传递，因为await本质会把方法状态机移到堆上，不过又推出了Memory解决了这个问题，见下文。

csharp 复制代码

{
    string csv = "1,2,3,4,5";
    ReadOnlySpan<char> span = csv.AsSpan();
    ReadOnlySpan<char> firstTwo = span.Slice(0, 3);
    firstTwo.ToString().Display(); // 输出 "1,2"此时没有有新的字符串分配
    csv.Substring(0,3).Display(); // 输出 "1,2"，此时有新的字符串分配
}

Span<T>仅创建视图，不分配新对象，相比 Substring 或数组切片性能高且无 GC 影响。

堆上切片Memory 、 ReadOnlyMemory

特点和用法类似于Span，不同点时可以分配到堆上

csharp 复制代码

async Task<int> ReadStreamAsync(Stream stream)
{
    Memory<byte> buffer = new byte[1024];
    int bytesRead = await stream.ReadAsync(buffer);
    return bytesRead;
}

上面返回的是Memory类型，传统的方式是返回byte\[\],但是byte\[\] 可能导致异步复制，Memory 可直接传递，减少内存分配

在实际开发中，Span其实可以和Memory根据需求进行转换，比如Memory转换成span
Span<T> span = buffer.Span

同样，也可以把span转换为Memory
Memory<T> m = MemoryMarshal.AsMemory(span);