Span不可跨线程共享,Memory虽可传递但不线程安全;应通过ArrayPool.Shared租借数组并配合锁同步,或用ReadOnlySequence+PipeReader实现安全流式共享。

Memory 和 Span 本身不支持跨线程共享
Span 是栈分配的,不能逃逸到堆上,因此无法作为字段、参数(除非 ref)、返回值或异步状态机中的成员;Memory 虽可跨方法传递,但其内部实现(如 ArrayMemoryManager 或 NativeMemoryManager)**不保证线程安全**。直接在多个 Task 间读写同一块 Memory 或 Span 所指向的底层数据(比如同一个 byte[]),会引发竞态——尤其当其中任一任务执行写操作时。
正确共享底层数据:用 ArrayPool.Shared + 同步策略
若需多任务协作处理同一片内存(如解析网络包、批量压缩),应把「共享」落在可安全并发访问的底层容器上,而非 Memory 本身。最常用且高效的方式是结合 ArrayPool 与显式同步:
-
ArrayPool获取数组,再封装为.Shared.Rent(int) Memory供各任务使用 - 读操作通常无需锁(前提是无写入者),但只要存在写任务,就必须对共享区域加锁(如
lock(array)或SpinLock) - 避免将
Span传入async方法——它会在 await 后失效;改用Memory并确保其生命周期被正确管理 - 任务结束后必须调用
ArrayPool,否则池泄漏.Shared.Return(array)
var pool = ArrayPool.Shared; var buffer = pool.Rent(8192); try { var mem = new Memory (buffer); // 分发给多个 Task 处理不同 slice,例如: var task1 = ProcessSliceAsync(mem.Slice(0, 4096)); var task2 = ProcessSliceAsync(mem.Slice(4096, 4096)); await Task.WhenAll(task1, task2); } finally { pool.Return(buffer); // 必须放回 }
需要真正“共享视图”?考虑 ReadOnlySequence + PipeReader
如果场景是流式数据(如 HTTP body、日志行解析),且多个消费者需按需读取同一份字节流,ReadOnlySequence 是更合适的选择——它天然支持零拷贝切片、跨线程传递,并与 PipeReader 配合实现生产者-消费者解耦:
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PipeReader的ReadAsync()返回ReadResult,其中Buffer是ReadOnlySequence - 该序列可安全地传递给多个
Task,每个任务调用slice.CopyTo(...)或slice.ToArray()做局部拷贝处理 - 底层由
Pipe管理内存生命周期,无需手动归还 - 注意:直接在多个任务中并发调用
sequence.First.Span仍可能因底层MemoryManager实现而有风险,推荐用sequence.CopyTo(Span或转成数组后再处理)
绝对禁止的操作和典型错误
以下写法看似简洁,实则危险:
- 把
Span存入ConcurrentQueue>—— 编译不过,Span不可赋值给泛型集合 - 在
async方法中捕获Span并 await —— 运行时报System.InvalidOperationException: Cannot use a Spanacross await - 多个
Task直接写入同一Memory的不同 offset,却不加锁 —— 数据被覆盖,无任何编译或运行时提示 - 用
MemoryMarshal.AsMemory(byte[].AsSpan())包装一个被其他线程修改的数组,且未同步 —— 竞态照旧
关键点始终是:共享的是数据容器(byte[]、Pipe、ArrayPool 租赁块),不是 Span 或 Memory 本身;所有写操作都必须有明确的同步边界。








