如何在C#中使用 ArrayPool,MemoryPool

對資源的可復(fù)用是提升應(yīng)用程序性能的一個非常重要的手段，比如本篇要分享的 ArrayPool 和 MemoryPool，它們就有效的減少了內(nèi)存使用和對GC的壓力，從而提升應(yīng)用程序性能。

什么是 ArrayPool

System.Buffers 命名空間下提供了一個可對 array 進(jìn)行復(fù)用的高性能池化類 ArrayPool<T>，在經(jīng)常使用 array 的場景下可使用 ArrayPool<T> 來減少內(nèi)存占用,它是一個抽象類，如下代碼所示：

public abstract class ArrayPool<T>
{
}

可以想象一下你的業(yè)務(wù)場景中需要多次實例化 array，這么做有什么后果呢？很顯然每一次 new array 都會在托管堆上分配，同時當(dāng) array 不再使用時還需要 GC 去釋放，而 ArrayPool<T> 就是為了解決此事而生的，它在池中動態(tài)維護(hù)若干個 array 對象，當(dāng)你需要 new array 的時候只需從池中獲取即可。

使用 ArrayPool<T>

可以通過下面三種方式來使用 ArrayPool<T> 。

• 通過 ArrayPool<T>.Shared 屬性來獲取 ArrayPool<T> 實例。

• 通過 ArrayPool<T>.Create() 來生成 ArrayPool<T> 實例。

• 通過繼承 ArrayPool<T> 來生成一個自定義子類。

下面的代碼展示了如何從 ArrayPool 中獲取一個 size >= 10 的 array 數(shù)組。

var shared = ArrayPool<int>.Shared;
var rentedArray = shared.Rent(10);

上面的代碼一定要注意，雖然只租用了 10 個 size，但底層會返回 2的倍數(shù)  的size , 也就是圖中的 2* 8 = 16。

當(dāng)什么時候不需要 rentedArray 了，記得再將它歸還到 ArrayPool 中，如下代碼所示。

shared.Return(rentedArray);

下面是僅供參考的完整代碼。

        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();
        }

創(chuàng)建自定義的 ArrayPool

你也可以通過重寫 ArrayPool 來實現(xiàn)自定義的池化對象，如下代碼所示：

    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 命名空間下提供了一個內(nèi)存池對象 MemoryPool<T>，在這之前你需要每次都 new 一個內(nèi)存塊出來，同時也增加了 GC 的負(fù)擔(dān)，有了 MemoryPool<T> 之后，你需要的內(nèi)存塊直接從池中拿就可以了。

        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>

從上面的演示可以看出， ArrayPool<T> 是以 array 的形式向外租借，而 MemoryPool<T> 則是以 內(nèi)存塊 的方式向外租借，所以在重復(fù)使用 array 的場景下可以優(yōu)選 ArrayPool<T> 來提高性能，如果你的代碼是以 Memory<T> 這種內(nèi)存塊的形式多次使用則優(yōu)先使用 MemoryPool<T>。

譯文鏈接：https://www.infoworld.com/article/3596289/how-to-use-arraypool-and-memorypool-in-c.html