C#中使用ArrayPool和MemoryPool实例
时间：2021-12-18 10:09:50 | 栏目：.NET代码 | 点击：次
对资源的可复用是提升应用程序性能的一个非常重要的手段，比如本篇要分享的 ArrayPool 和 MemoryPool，它们就有效的减少了内存使用和对GC的压力，从而提升应用程序性能。
什么是 ArrayPool
System.Buffers 命名空间下提供了一个可对 array 进行复用的高性能池化类 ArrayPool<T>，在经常使用 array 的场景下可使用 ArrayPool<T> 来减少内存占用,它是一个抽象类，如下代码所示：
public abstract class ArrayPool<T>
{
}
可以想象一下你的业务场景中需要多次实例化 array，这么做有什么后果呢？ 很显然每一次 new array 都会在托管堆上分配，同时当 array 不再使用时还需要 GC 去释放，而 ArrayPool<T> 就是为了解决此事而生的，它在池中动态维护若干个 array 对象，当你需要 new array 的时候只需从池中获取即可。
使用 ArrayPool<T>
可以通过下面三种方式来使用 ArrayPool<T> 。
- 通过
ArrayPool<T>.Shared属性来获取ArrayPool<T>实例。 - 通过
ArrayPool<T>.Create()来生成ArrayPool<T>实例。 - 通过继承
ArrayPool<T>来生成一个自定义子类。
下面的代码展示了如何从 ArrayPool 中获取一个 size >= 10 的 array 数组。
var shared = ArrayPool<int>.Shared; var rentedArray = shared.Rent(10);
上面的代码一定要注意，虽然只租用了 10 个 size，但底层会返回 2的倍数 的size , 也就是图中的 2* 8 = 16。
当什么时候不需要 rentedArray 了，记得再将它归还到 ArrayPool 中，如下代码所示。
shared.Return(rentedArray);
下面是仅供参考的完整代码。
static void Main(string[] args)
{
var shared = ArrayPool<int>.Shared;
var rentedArray = shared.Rent(10);
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
rentedArray[i] = i + 1;
}
for (int j = 0; j < 10; j++)
{
Console.WriteLine(rentedArray[j]);
}
shared.Return(rentedArray);
Console.ReadKey();
}
创建自定义的 ArrayPool
你也可以通过重写 ArrayPool 来实现自定义的池化对象，如下代码所示：
public class CustomArrayPool<T> : ArrayPool<T>
{
public override T[] Rent(int minimumLength)
{
throw new NotImplementedException();
}
public override void Return(T[] array, bool clearArray = false)
{
throw new NotImplementedException();
}
}
使用 MemoryPool<T>
System.Memory 命名空间下提供了一个内存池对象 MemoryPool<T>，在这之前你需要每次都 new 一个内存块出来，同时也增加了 GC 的负担，有了 MemoryPool<T> 之后，你需要的内存块直接从池中拿就可以了。
static void Main(string[] args)
{
var memoryPool = MemoryPool<int>.Shared;
var rentedArray = memoryPool.Rent(10);
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
rentedArray.Memory.Span[i] = i + 1;
}
for (int j = 0; j < 10; j++)
{
Console.WriteLine(rentedArray.Memory.Span[j]);
}
Console.ReadKey();
}
ArrayPool<T> vs MemoryPool<T>
从上面的演示可以看出， ArrayPool<T> 是以 array 的形式向外租借，而 MemoryPool<T> 则是以 内存块 的方式向外租借，所以在重复使用 array 的场景下可以优选 ArrayPool<T> 来提高性能，如果你的代码是以 Memory<T> 这种内存块的形式多次使用则优先使用 MemoryPool<T>