C# 中的栈分配优化如何用于性能关键路径？

栈分配优化通过使用值类型、ref引用和Span减少堆分配与GC压力。1. 结构体在栈上分配，避免频繁创建类实例；2. ref传递大型结构体避免复制；3. stackalloc结合Span<T>在栈上创建缓冲区；4. 避免装箱，优先使用泛型和Span替代object和IEnumerable<T>。

在 C# 中，栈分配优化主要用于减少堆内存分配带来的开销，尤其适用于性能关键路径。.NET 运行时和编译器会自动对某些值类型进行栈分配，避免垃圾回收压力，提升执行效率。

利用值类型避免堆分配

引用类型总是分配在堆上，而结构体（struct）作为值类型默认在栈上分配（除非装箱或作为引用类型的字段）。在性能敏感的代码中，合理使用结构体可以显著减少 GC 压力。

• 数学计算中的 Vector3、Matrix 等类型定义为 struct，频繁创建不会触发 GC。
• 避免在循环中创建类实例，改用结构体封装临时数据。

使用 ref locals 和 ref returns 减少复制开销

大型结构体虽然在栈上分配，但传值时会复制整个内容。通过 ref 关键字传递引用，可避免不必要的复制。

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• 从方法返回结构体内部字段的引用，避免副本。
• 在内层循环中操作大型 struct 数组元素，用 ref 局部变量提升访问速度。

Span<T> 和栈上临时缓冲区

Span<T> 是 .NET 提供的高性能类型，支持在栈上创建临时内存块，非常适合处理字符串解析、二进制协议等场景。

• 使用 stackalloc 在栈上分配数组：Span<byte> buffer = stackalloc byte[256];
• 配合 Span 和 MemoryMarshal 直接操作原始内存，避免中间对象生成。

避免装箱和隐式堆分配

值类型参与以 object 类型接收的操作时会发生装箱，导致堆分配。在性能路径中应规避此类操作。

• 不要将 struct 传给接受 object 的方法（如 Console.WriteLine 以外的泛型接口）。
• 使用泛型方法保留类型信息，避免运行时类型擦除。
• 集合尽量使用 Span<T>、ReadOnlySpan<T> 而非 IEnumerable<T>，后者常伴随装箱迭代。

基本上就这些。关键是理解哪些操作会引发堆分配，并用结构体、ref、Span 等机制替代。不复杂但容易忽略。

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