C#7.2引入了两种新类型:Span<T>
和Memory<T>
,它们比早期的C#类型(如string[]
)具有更好的性能。
问题:Span<T>
和Memory<T>
之间有什么区别?为什么我会用一个而不是另一个?
Span<T>
本质上只是堆栈,而Memory<T>
可以存在于堆上。
Span<T>
是我们添加到平台中以表示的一种新类型任意内存的连续区域,具有性能与T[]相当的特征。其API类似于阵列,但与数组不同,它可以指向托管内存或本机内存,或者到堆栈上分配的内存。CCD_ 9是对CCD_。如设计中所述文档,
Span<T>
是仅堆栈类型。仅堆栈的性质Span<T>
使其不适用于许多需要存储的场景对堆上缓冲区(用Span<T>
表示)的引用,例如执行异步调用的例程。
async Task DoSomethingAsync(Span<byte> buffer) {
buffer[0] = 0;
await Something(); // Oops! The stack unwinds here, but the buffer below
// cannot survive the continuation.
buffer[0] = 1;
}
为了解决这个问题,我们将提供一组互补类型,旨在用作通用交换类型,就像
Span <T>
,一个任意内存范围,但不同于Span <T>
这些类型不会只是堆叠的,代价是读取和写入内存的性能惩罚。
async Task DoSomethingAsync(Memory<byte> buffer) {
buffer.Span[0] = 0;
await Something(); // The stack unwinds here, but it's OK as Memory<T> is
// just like any other type.
buffer.Span[0] = 1;
}
在上面的示例中,
Memory <byte>
用于表示缓冲区。它是一种常规类型,可以用于执行异步操作的方法电话。其Span属性返回Span<byte>
,但返回的值在异步调用期间不会存储在堆中,而是从CCD_ 18值产生新的值。在某种意义上,CCD_ 19是CCD_ 20的一个工厂。
参考文件:此处
re:这意味着它只能指向堆栈上分配的内存。
Span<T>
可以指向任何内存:分配在堆栈或堆上。Span<T>
的仅堆栈性质意味着Span<T>
本身(而不是它指向的内存)必须仅驻留在堆栈上。这与"普通"C#结构形成了鲜明对比,后者可以驻留在堆栈或堆上(通过值类型装箱,或者当它们嵌入类/引用类型中时)。一些更明显的实际含义是,类中不能有Span<T>
字段,不能框选Span<T>
,也不能生成它们的数组。
概述
跨度定义为引用结构,内存被定义为结构
这是什么意思
-
引用结构不能存储在堆上,编译器会阻止您这样做,所以不允许以下操作:
- 使用Span作为类中的字段
- 在async方法中使用Span(异步方法正在成熟的状态机中扩展)
- 更重要的是,以下是引用结构无法完成的事情的完整列表
-
stackalloc不适用于内存(因为不能保证它不会存储在堆上),但适用于Span
// this is legit Span<byte> data = stackalloc byte[256]; // legit // compile time error: Conversion of a stackalloc expression of type 'byte' to type 'Memory<byte>' is not possible. Memory<byte> data = stackalloc byte[256];
这意味着什么
这意味着在某些情况下,Span本身不可能进行各种微观优化,因此应使用Memory。
示例:
下面是一个字符串分配免费的Split方法的示例,该方法适用于ReadOnlyMemory结构,实现由于Span是一个引用结构,不能放入进入数组或IEnumerable:
(实现摘自C#书)
IEnumerable<ReadOnlyMemory<char>> Split(ReadOnlyMemory<char> input)
{
int wordStart = 0;
for (int i = 0; i <= input.Length; i++)
{
if (i == input.Length || char.IsWhiteSpace(input.Span[i]))
{
yield return input.Slice(wordStart, i);
wordStart = i + 1;
}
}
}
以下是通过dotnet基准库进行的一个非常简单的基准测试的结果针对常规Split方法,在上。净SDK=6.0.403。
| Method | StringUnderTest | Mean | Error | StdDev | Gen0 | Gen1 | Gen2 | Allocated |
|---------------------- |-------------------- |------------------:|------------------:|------------------:|----------:|----------:|---------:|-----------:|
| RegularSplit | meow | 13.194 ns | 0.2891 ns | 0.3656 ns | 0.0051 | - | - | 32 B |
| SplitOnReadOnlyMemory | meow | 8.991 ns | 0.1981 ns | 0.2433 ns | 0.0127 | - | - | 80 B |
| RegularSplit | meow(...)meow [499] | 1,077.807 ns | 21.2291 ns | 34.8801 ns | 0.6409 | 0.0095 | - | 4024 B |
| SplitOnReadOnlyMemory | meow(...)meow [499] | 9.036 ns | 0.2055 ns | 0.2366 ns | 0.0127 | - | - | 80 B |
| RegularSplit | meo(...)eow [49999] | 121,740.719 ns | 2,221.3079 ns | 2,077.8128 ns | 63.4766 | 18.5547 | - | 400024 B |
| SplitOnReadOnlyMemory | meo(...)eow [49999] | 9.048 ns | 0.2033 ns | 0.2782 ns | 0.0127 | - | - | 80 B |
| RegularSplit | me(...)ow [4999999] | 67,502,918.403 ns | 1,252,689.2949 ns | 2,092,962.4006 ns | 5625.0000 | 2375.0000 | 750.0000 | 40000642 B |
| SplitOnReadOnlyMemory | me(...)ow [4999999] | 9.160 ns | 0.2057 ns | 0.2286 ns | 0.0127 | - | - | 80 B |
这些方法的输入是字符串"0";"喵";重复了1100、10_000和1_000_000次,我的基准设置并不理想,但它显示了差异。
Memory<T>
可以被视为Span<T>
的一个不安全但更通用的版本。如果Memory<T>
对象指向已释放的数组,则访问该对象将失败。