.net core在新增的System.Buffers中引入了一大堆高效內(nèi)存管理的類，如span和memory、內(nèi)存池。本文今天這里介紹一個高效動態(tài)內(nèi)存訪問方案。

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ReadOnlySequenceSegment<T>

在我們讀取數(shù)據(jù)的過程，很多時候會出現(xiàn)如下場景：

不知道數(shù)據(jù)實際大小

一次性申請大量內(nèi)存開銷太大

此時我們往往會使用動態(tài)內(nèi)存的方案，通過鏈表的方式串聯(lián)起來，從而形成邏輯意義上的數(shù)據(jù)流。如下圖所示：

ReadOnlySequenceSegment<T>就是這樣一個表示數(shù)據(jù)流節(jié)點的內(nèi)存模型，它是一個抽象類，包含如下三個元素：

• Memory????????指向所包含的內(nèi)存

• Next????????指向下一個節(jié)點

• RunningIndex????????標(biāo)志當(dāng)前節(jié)點在整個流的位置

其中Memory和Next還比較容易理解，典型的鏈表結(jié)構(gòu)。主要難理解的是RunningIndex，他表示該節(jié)點在數(shù)據(jù)流中的Memory起始索引。

一般的來講，某節(jié)點的RunningIndex為其上一個節(jié)點的RunningIndex + Memory.Length。加上RunningIndex估計主要是為了快速索引的。

例如：對于如下3快內(nèi)存 100byte， 200byte， 300byte組成的鏈表，其RunningIndex分別是0， 100， 200。

另外，在實際的使用過程中，往往是不停的釋放鏈表頭部的節(jié)點，并且在尾部添加新節(jié)點。 RunningIndex表示的索引一般是邏輯意義上的索引，在釋放頭節(jié)點時，一般不用更新其子節(jié)點以及后續(xù)節(jié)點的RunningIndex。?

ReadOnlySequence<T>

ReadOnlySequenceSegment<T>雖然能解決我們的動態(tài)內(nèi)存的申請和釋放問題，但它往往并不好用，因為很容易出現(xiàn)一段連續(xù)的數(shù)據(jù)被分割在多個節(jié)點的情況，在這段不連續(xù)的數(shù)據(jù)里進(jìn)行查詢是非常不便的。

為了解決這個問題，.net core中推出了一個視圖類ReadOnlySequence<T>

ReadOnlySequence<T>由兩個屬性標(biāo)記：

• Start： 起始SequenceSegment以及起始索引

• End： 結(jié)尾SequenceSegment以及結(jié)尾索引

可以通過foreach遍歷各節(jié)點的Memory

　　var?seq?=?new?ReadOnlySequence<byte>();
　　foreach?(ReadOnlyMemory<byte>?memory?in?seq)
　　{
　　}

ReadOnlySequence的主要優(yōu)勢在于，它可以看成一段邏輯意義上的連續(xù)內(nèi)存，常用的函數(shù)有：

• Slice： 對視圖數(shù)據(jù)切片

• PositionOf： 查詢元素的縮影

• ToArray： 轉(zhuǎn)換成數(shù)組

其中的ToArray涉及到大量的數(shù)據(jù)拷貝，需要謹(jǐn)慎使用。

另外.net core 3.0中還內(nèi)置了一個SequenceReader，用起來是十分方便的：

如何使用

用過System.IO.Pipelines的朋友就知道，ReadOnlySequence在該庫中是非常好用的。但如果我們想常見一個ReadOnlySequence，發(fā)現(xiàn)并不是那么容易，因為：

ReadOnlySequence依賴于ReadOnlySequenceSegment

ReadOnlySequenceSegment是抽象類，需要自己繼承

也就是說我們需要自己實現(xiàn)ReadOnlySequenceSegment<T>，然后再將其封裝到ReadOnlySequence中，目前.net core中并沒有內(nèi)置實現(xiàn)可能是因為在高效內(nèi)存管理的方案中并沒有什么通用的解決方案吧。

如果我們要自己實現(xiàn)ReadOnlySequence，一般需要如下幾個步驟：

繼承ReadOnlySequenceSegment類，實現(xiàn)自己的SequenceSegment

在申請內(nèi)存過程中，創(chuàng)建SequenceSegment，并將其掛成鏈表

使用數(shù)據(jù)時，在該鏈表中創(chuàng)建ReadOnlySequence

當(dāng)SequenceSegment節(jié)點的內(nèi)存使用完成的時候，從鏈表中接觸該節(jié)點，并釋放內(nèi)存。

簡單來說就是如下幾種操作：

• 數(shù)據(jù)讀取： 創(chuàng)建SequenceSegment

• 數(shù)據(jù)使用： 在SequenceSegment鏈表上創(chuàng)建ReadOnlySequence

• 使用完成： 釋放SequenceSegment

如果要更進(jìn)一步優(yōu)化，在SequenceSegment中的內(nèi)存申請和釋放可以使用內(nèi)存池。

原文地址:https://www.cnblogs.com/TianFang/p/10084049.html

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的.net core中的高效动态内存管理方案的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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