C# ArrayPool

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在C#中，ArrayPool<T> 是一个非常有用的工具类，主要用于高效地管理数组的分配和回收，以减少内存分配和垃圾回收的压力。它属于 System.Buffers 命名空间，是.NET Core和.NET 5+中引入的一个重要特性。

ArrayPool<T> 的作用

ArrayPool<T> 提供了一个共享的数组池，允许开发者从池中租用数组，并在使用完毕后归还数组。这种方式可以避免频繁创建和销毁数组，从而减少内存碎片化和垃圾回收的开销。它特别适用于需要频繁处理大量临时数组的场景，例如高性能计算、网络通信、数据流处理等。

ArrayPool<T> 的使用方式

ArrayPool<T> 提供了两种主要的使用方式：

共享数组池

.NET 提供了一个全局的共享数组池，可以通过 ArrayPool<T>.Shared 访问。这种方式简单易用，适用于大多数场景。例如：

using System;
using System.Buffers;

class Program
{
    static void Main()
    {
        // 从共享数组池中租用数组
        Span<int> buffer = ArrayPool<int>.Shared.Rent(10);

        try
        {
            // 使用数组
            for (int i = 0; i < buffer.Length; i++)
            {
                buffer[i] = i * 2;
            }

            Console.WriteLine(string.Join(", ", buffer));
        }
        finally
        {
            // 归还数组到池中
            ArrayPool<int>.Shared.Return(buffer.ToArray());
        }
    }
}

自定义数组池

如果需要更精细的控制，可以创建自己的 ArrayPool<T> 实例。例如，可以指定最大数组大小、最大数组数量等参数：

using System;
using System.Buffers;

class Program
{
    static void Main()
    {
        // 创建自定义数组池
        var pool = ArrayPool<int>.Create(maxArrayLength: 1024, maxArraysPerBucket: 10);

        // 从自定义数组池中租用数组
        Span<int> buffer = pool.Rent(10);

        try
        {
            // 使用数组
            for (int i = 0; i < buffer.Length; i++)
            {
                buffer[i] = i * 2;
            }

            Console.WriteLine(string.Join(", ", buffer));
        }
        finally
        {
            // 归还数组到池中
            pool.Return(buffer.ToArray());
        }
    }
}

注意事项

• 数组大小：租用数组时，ArrayPool<T> 会根据请求的大小返回一个大于或等于请求大小的数组。因此，实际返回的数组可能比请求的更大。
• 归还数组：在使用完数组后，必须调用 Return 方法将数组归还到池中。否则，池中的资源会逐渐耗尽。
• 线程安全：ArrayPool<T> 是线程安全的，可以在多线程环境中使用。
• 性能优化：使用 ArrayPool<T> 可以显著减少垃圾回收的频率和时间，但需要合理管理数组的租用和归还，避免资源泄漏。

应用场景

ArrayPool<T> 适用于以下场景：

• 需要频繁创建和销毁数组的场景。
• 对性能要求较高的场景，例如高性能计算、网络数据处理等。
• 需要减少内存碎片化的场景。

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总之，ArrayPool<T> 是一个非常强大的工具，可以帮助开发者优化内存使用和提升程序性能。