高效管理内存的利器：彻底理解 Span<T> 和 Memory<T>：
高效管理内存的利器：彻底理解 Span<T> 和 Memory<T>：
在 .NET 中，Span<T> 和 Memory<T> 旨在提高内存管理效率，减少不必要的分配，从而提升性能。
什么是 Span？
Span<T> 是一种 基于栈（stack-allocated） 的结构，允许高效操作连续的内存区域。
示例
int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
Span<int> span = numbers;
span[0] = 10;
Console.WriteLine(numbers[0]);
// 输出: 10
在传统方法中，string.Substring() 会创建新的字符串对象，而 Span<T> 通过直接引用原始内存，避免额外的内存分配。
示例：高效处理字符串
using System;
classProgram
{
static void Main()
{
string text = "Order1234: Processed";
// 使用 Span<T> 提取字符串片段，而不创建新字符串
ReadOnlySpan<char> span = text.AsSpan();
ReadOnlySpan<char> orderId = span.Slice(0, 10); // 提取 "Order1234"
ReadOnlySpan<char> status = span.Slice(12); // 提取 "Processed"
Console.WriteLine($"订单号: {orderId.ToString()}");
Console.WriteLine($"状态: {status.ToString()}");
}
}
优点：避免额外的内存分配，特别适用于大字符串的操作，提高性能。
关键特点
✅ 不会分配新内存（减少 GC 压力）。
✅ 适用于数组、stackalloc 和非托管内存。
✅ 仅能用于同步方法，不支持 async/await。
什么是 Memory？
Memory<T> 和 Span<T> 类似，但 支持异步操作，因为它是 基于堆（heap-allocated） 的。
示例
Memory<int> memory = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 };
Span<int> spanFromMemory = memory.Span;
spanFromMemory[0] = 20;
Console.WriteLine(memory.Span[0]);
// 输出: 20
当处理 大规模数据的异步任务（例如文件 I/O、网络流）时，Memory<T> 非常有用。
示例：读取大文件
using System;
using System.IO;
using System.Threading.Tasks;
classProgram
{
static async Task Main()
{
byte[] buffer = newbyte[1024]; // 1 KB 缓冲区
Memory<byte> memoryBuffer = buffer;
using FileStream fileStream = new FileStream("largefile.txt", FileMode.Open, FileAccess.Read);
int bytesRead = await fileStream.ReadAsync(memoryBuffer);
Console.WriteLine($"读取字节数: {bytesRead}");
}
}
为什么选择 Memory？
✅ 支持异步方法（适用于 async/await 场景）。
✅ 不需要固定内存（不像 Span<T> 依赖栈或 stackalloc）。
✅ 适合处理大数据集（如文件流、数据库缓冲区等）。
什么时候使用 Span和 Memory？
特性 | Span | Memory |
|---|---|---|
内存分配 | 栈（Stack） | 堆（Heap） |
异步支持 | ❌ 不支持 | ✅ 支持 |
性能 | 🚀 更高 | 📉 稍低 |
📌 如果是同步代码，且追求高性能，使用 Span<T>。
📌 如果需要异步处理（如文件 I/O、网络操作），使用 Memory<T>。
兼容性
Span<T> 和 Memory<T> 引入于 .NET Core 2.1，并支持以下版本：
- ✅ .NET Standard 2.1
- ✅ .NET Core 2.1 及以上
- ✅ .NET 5、6、7、8（最新版本）
❌ **.NET Framework 不原生支持
Span<T>**，但可以通过System.MemoryNuGet 包实现部分支持。
🔹 合理使用 Span<T> 和 Memory<T>，可以让你的 .NET 代码更加高效！ 🚀
本文使用 chatgpt辅助翻译。
作者：Dashrath Hapani，版权归原作者Dashrath Hapani所有
原文链接：csharp.com/article/understanding-spant-memoryt-for-low-level-memory-efficiency/
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