Span和Memory是C#高性能内存操作核心,前者为栈限定的ref结构,用于零复制切片、解析等同步场景;后者可跨异步传递,支持堆内存抽象。通过AsSpan/AsMemory避免数据复制,结合stackalloc、Utf8Parser、ReadOnlySpan等技术减少GC压力,实现高效字符串、二进制处理与I/O操作,关键在于以“视图”替代“副本”,提升性能与安全性。

在C#中,Span
Span:栈上的高效内存视图
Span
常见用途包括:
示例:
byte[] data = new byte[1000]; Spanspan = data.AsSpan(); Span part = span.Slice(100, 50); // 取第100到149字节,无复制 part.Fill(0xFF); // 快速填充
Memory:支持堆与异步的内存抽象
Memory
与 Span 不同,Memory 可以被存储在类字段、集合中,也可用于 async/await 上下文。
获取 Span 的方式:
Memorymemory = data.AsMemory(); Span span = memory.Span; // 在同步上下文中使用
若在异步中处理,可用 MemoryManager 或 .Slice() 等方法管理生命周期。
如何进行高性能内存操作?
要真正发挥 Span 和 Memory 的性能优势,需遵循以下实践:
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优先使用 Span
进行同步处理 :在方法内部操作数组或本地缓冲区时,用 AsSpan() 避免复制。 - 避免频繁创建对象:利用栈分配特性,减少 GC 压力。例如,使用 stackalloc 创建小型 Span:
Spantemp = stackalloc int[256];
- 结合 System.Text.Unicode 和 Utf8Parser / Utf8Formatter:直接在 byte span 上解析数字或格式化文本,跳过字符串编码转换。
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使用 ReadOnlySpan
处理字符串切片 :如解析命令行参数或 CSV 行,无需 substring 分配新字符串。 -
在 I/O 和网络库中传递 Memory
:如 PipeReader、Socket 接收缓冲区,实现零拷贝读写。
基本上就这些。Span 和 Memory 是现代 C# 高性能编程的基石,理解它们的差异和适用场景,能显著提升数据处理效率,尤其是在高频调用、大数据量或低延迟要求的系统中。关键在于“视图”而非“副本”,让内存操作更轻、更快、更安全。











