Dotnet中Span, Memory和ReadOnlySequence之浅见

过年啦，写个短点的。同时，提前给大家拜个年。

总有小伙伴们跑过来讨论关于Span和Memory的使用，眼瞅是最近关于Span的文章有点多，看飞了。

今天写这个，就是往回拉一拉。

写之前，先声明一下。这些内容是我自己使用的一些经验，并不代表这些类的全部内容就是这些，只是说，我是这么用的，而且用得很好。

1. Span

Span在我的概念中，就是一个快速的同步访问器。

就这么简单。

Span很快。在我前边关于Span的文章中分析过，可以移步【传送门】去看。而且，它与foreach一起使用也很快，主要是因为Span的GetEnumerator使用了引用返回。

你看，Span本身就被设计成了一个非常快的东西。

同时，Span是同步的。也就是说，它没有提供任何异步的方法和属性。

说到为什么Span是同步的，这倒是一个问题。我们需要从根上来找找。Span背后的连续内存块，主要来自于以下几个方面：

数组的切片
Memory
非托管指针void*
stackalloc

其中，第一个是堆上分配的数组的一部分。第二个是基于连续内存的。第三个非托管void*本身就是同步的。

第四个单独说一下。stackalloc提供的是在线程的堆栈上分配内存。如果Span可以使用异步，会导致一个线程可以访问另一个线程的堆栈。显然这是不安全和不合理的。所以，保持Span同步是必须的。

所以，Span就是一个性能非常好的，针对连续内存的同步访问器。

2. Memory

Memory，就是一个实际的内存块。

与Span不同，Memory可以在异步流中使用，同时，它还提供了获取同步访问器的方法Memory<T>.Span()。

Memory可以有多种来源，例如：

数组切片
MemoryMarshal的各种Create方法，例如MemoryMarshal.CreateFromPinnedArray()这样的。

第一个是最基本的用法，从数组T[]中取一个切片成为Memory。

第二个方法会复杂一些，用了一个特殊的方法来创建Memory。像上边的例子，CreateFromPinnedArray用了一个已经固定的数组。在Dotnet中，可以通过固定一个对象，来禁止GC移动对象。这在将Memory传递给非托管对象时非常有用。

总之，Memory就是一个实际的内存块。这个内存块可以被用到任何地方，并可以使用它的同步访问器Span进行访问。

3. ReadOnlyX

印象中有三种：ReadOnlySpan、ReadOnlyMemory、ReadOnlySequence。

没什么特别的，就是ReadOnly，只读啦。

前两个，ReadOnlySpan、ReadOnlyMemory，就是Span和Memory对应的只读对象。

4. ReadOnlySequence

ReadOnlySequence也不算复杂，就是一个ReadOnlyMemory元素的序列。

基于操作系统的内存管理，有时候Memory不是连续的，可能会分片段，所以就需要有个结构来表示一个Memory链/Memory列表类似的序列。这是ReadOnlySequence的由来，而它本身也是一个ReadOnlyMemory的列表。

同时，它也提供了一些属性来优化序列中包含一个元素的情况：

IsSingleSegment，用来快速检查是否只包含一个内存项
FirstSpan，该速访问ReadOnlySpan访问器的第一个内存项

因此虽然被定义为序列，但处理单个元素，例如单个Span或Memory也容易很多。

这就是今天的全部内容了。

有没有跟你用的不一样？

文章最后，再次祝大家牛年大吉，万事胜意～

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