0

0

C#怎么使用Span和Memory C#高性能内存操作指南

煙雲

煙雲

发布时间:2026-02-06 08:52:03

|

758人浏览过

|

来源于php中文网

原创

Span和Memory是C#7.2引入的高性能内存抽象,前者为栈上零分配视图,后者为可跨作用域的托管视图,二者均避免堆分配、减少GC压力,提升数据处理效率。

c#怎么使用span和memory c#高性能内存操作指南

Span 和 Memory 是 C# 7.2 引入的核心高性能内存抽象类型,专为避免堆分配、减少 GC 压力、提升数据处理效率而设计。它们不是“替代数组”,而是更安全、更灵活的“内存视图”——能指向内存、堆数组、本机内存甚至只读数据,且全程不触发装箱或额外拷贝。

Span:栈友好的零分配切片工具

Span 是 ref-like 类型,只能在栈上声明(如局部变量、方法参数),不能作为字段、不能被装箱、不能跨 await 边界。它的价值在于对已有内存做“零成本切片”和“就地操作”。

  • 从数组创建:Span span = array.AsSpan(); —— 不复制,只是引用起始地址+长度
  • 切片操作:span.Slice(2, 5) —— O(1) 时间,返回新 Span,原数据不动
  • 配合 stackalloc:Span buffer = stackalloc byte[256]; —— 栈上分配,无 GC 开销
  • 写入字符串字节(UTF8):Utf8Encoder.Encode(buffer, "hello", out int written);

Memory:可跨作用域的托管内存视图

Memory 是 Span 的“托管友好版”,可作为字段、参数、返回值,甚至用于 async 方法。它背后封装了 IMemoryOwner 或数组等资源,但本身不拥有内存。

  • 从数组创建:Memory mem = array;array.AsMemory()
  • 获取可写 Span:Span span = mem.Span; —— 安全转为栈视图操作
  • 异步场景示例:async Task ProcessAsync(Memory data) —— 调用方传入,方法内用 .Span 处理
  • 注意:Memory 本身不可序列化,也不直接暴露指针,安全性高于裸指针

常见高性能组合模式

真实项目中,Span/Memory 往往和特定 API 协同使用,才能释放最大效能。

Motiff
Motiff

Motiff是由猿辅导旗下的一款界面设计工具,定位为“AI时代设计工具”

下载
  • 字符串解析(不用 Split/ToArray):ReadOnlySpan 遍历、IndexOf、Slice,跳过所有字符串分配
  • 二进制协议处理:Socket.ReceiveAsync 返回 Memory,直接用 BinaryPrimitives 读取 int/long,避免 ArraySegment 封装开销
  • 池化 + Memory:搭配 ArrayPool.Shared.Rent() 获取数组 → 转为 Memory → 处理完 Return(),复用缓冲区
  • 只读场景优先用 ReadOnlySpan/ReadOnlyMemory编译器会阻止意外写入,语义清晰,性能一致

必须避开的坑

Span 和 Memory 强大,但违反规则会导致编译失败或运行时异常(如 System.SpanHelpers.ThrowInvalidOperationIfNotInitialized)。

  • Span 不能存为类字段 —— 编译器直接报错:“Cannot declare a variable of type 'Span' in a context where it cannot be used”
  • 不能在 async 方法中 await 后继续用之前捕获的 Span —— 因为可能跨栈帧,生命周期失控;应改用 Memory
  • stackalloc 分配过大(如 >1MB)可能栈溢出 —— 生产环境慎用超大 stackalloc,优先考虑 ArrayPool
  • 不要把 Span 暴露给不受信代码 —— 它可绕过部分数组边界检查(虽仍受 CLR 内存保护)

基本上就这些。Span 和 Memory 不是炫技工具,而是当你真在处理高频日志解析、网络包拆包、图像像素遍历、JSON 流式反序列化等场景时,最值得投入理解的底层利器。用对了,性能提升常是 2–5 倍,GC 次数直线下降。

相关文章

数码产品性能查询
数码产品性能查询

该软件包括了市面上所有手机CPU,手机跑分情况,电脑CPU,电脑产品信息等等,方便需要大家查阅数码产品最新情况,了解产品特性,能够进行对比选择最具性价比的商品。

下载

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系admin@php.cn

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
json数据格式
json数据格式

JSON是一种轻量级的数据交换格式。本专题为大家带来json数据格式相关文章,帮助大家解决问题。

428

2023.08.07

json是什么
json是什么

JSON是一种轻量级的数据交换格式,具有简洁、易读、跨平台和语言的特点,JSON数据是通过键值对的方式进行组织,其中键是字符串,值可以是字符串、数值、布尔值、数组、对象或者null,在Web开发、数据交换和配置文件等方面得到广泛应用。本专题为大家提供json相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

541

2023.08.23

jquery怎么操作json
jquery怎么操作json

操作的方法有:1、“$.parseJSON(jsonString)”2、“$.getJSON(url, data, success)”;3、“$.each(obj, callback)”;4、“$.ajax()”。更多jquery怎么操作json的详细内容,可以访问本专题下面的文章。

313

2023.10.13

go语言处理json数据方法
go语言处理json数据方法

本专题整合了go语言中处理json数据方法,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

78

2025.09.10

js 字符串转数组
js 字符串转数组

js字符串转数组的方法:1、使用“split()”方法;2、使用“Array.from()”方法;3、使用for循环遍历;4、使用“Array.split()”方法。本专题为大家提供js字符串转数组的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

401

2023.08.03

js截取字符串的方法
js截取字符串的方法

js截取字符串的方法有substring()方法、substr()方法、slice()方法、split()方法和slice()方法。本专题为大家提供字符串相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

213

2023.09.04

java基础知识汇总
java基础知识汇总

java基础知识有Java的历史和特点、Java的开发环境、Java的基本数据类型、变量和常量、运算符和表达式、控制语句、数组和字符串等等知识点。想要知道更多关于java基础知识的朋友,请阅读本专题下面的的有关文章,欢迎大家来php中文网学习。

1510

2023.10.24

字符串介绍
字符串介绍

字符串是一种数据类型,它可以是任何文本,包括字母、数字、符号等。字符串可以由不同的字符组成,例如空格、标点符号、数字等。在编程中,字符串通常用引号括起来,如单引号、双引号或反引号。想了解更多字符串的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

633

2023.11.24

java连接字符串方法汇总
java连接字符串方法汇总

本专题整合了java连接字符串教程合集,阅读专题下面的文章了解更多详细操作。

7

2026.02.05

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
WEB前端教程【HTML5+CSS3+JS】
WEB前端教程【HTML5+CSS3+JS】

共101课时 | 8.9万人学习

JS进阶与BootStrap学习
JS进阶与BootStrap学习

共39课时 | 3.3万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号