C#使用stackalloc分配堆栈内存和非托管类型详解
目录
- stackalloc 表达式
- stackalloc 分配 System.Span<T> 或 System.ReadOnlySpan<T> 类型
- stackalloc 分配 指针类型
- stackalloc分配内存的注意点
- 非托管类型 Unmanaged type
stackalloc 表达式
stackalloc
表达式在栈(stack
)上分配内存块。
在方法执行期间创建的栈中分配的内存块会在方法返回时自动丢弃。不能显式释放使用 stackalloc
分配的内存。stackalloc
分配的内存块不受垃圾回收的影响,也不必通过 fixed
语句固定。
栈内存,栈内存开辟快速高效但资源有限,通常限制1M。
可以将 stackalloc
表达式的结果分配给以下任一类型的变量:
stackalloc 分配 System.Span<T> 或 System.ReadOnlySpan<T> 类型
int length = 3; Span<int> numbers = stackalloc int[length]; for (var i = 0; i < length; i++) { numbers[i] = i; }
将stack分配内存块
赋值给 System.Span<T>
或 System.ReadOnlySpan<T>
类型的变量不必使用不安全上下文(unsafe context
)。
可以在表达式允许的任何地方使用stackalloc
,并且在需要分配内存
时,推荐尽可能的使用 Span<T>
或 ReadOnlySpan<T>
类型。
int length = 1000; Span<byte> buffer = length <= 1024 ? stackalloc byte[length] : new byte[length];
Span<int> numbers = stackalloc[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6 }; var ind = numbers.IndexOfAny(stackalloc[] { 2, 4, 6, 8 }); Console.WriteLine(ind); // output: 1
stackalloc 分配 指针类型
如下示例,对于指针类型,stackalloc
表达式只能用于本地变量声明的初始化中。
unsafe { int length = 3; int* numbers = stackalloc int[length]; for (var i = 0; i < length; i++) { numbers[i] = i; } }
使用指针类型,必须使用不安全上下文(unsafe context
)。
stackalloc分配内存的注意点
堆栈可用的内存数量是有限的,如果分配太多内存,则可能发生StackOverflowException
异常。因此需要注意以下几点:
- 限制使用
stackalloc
分配的内存数量。
例如,如果预期的缓冲区大小低于某个限制,则可以在堆栈上分配内存;否则,请使用所需长度的数组。如下代码所示:
const int MaxStackLimit = 1024; Span<byte> buffer = inputLength <= MaxStackLimit ? stackalloc byte[MaxStackLimit] : new byte[inputLength];
stack 上可用内存数量取决于代码的执行环境。
- 避免在循环内部使用
stackalloc
。在循环外部allocate
分配内存块,并在循环内部重用。
新分配内存的内容是未定义的。必须在使用之前初始化。 比如,可以使用 Span<T>.Clear
方法设置所有的元素项为类型T
的默认值。
也可以使用数组初始化器定义新分配内存的内容。
Span<int> first = stackalloc int[3] { 1, 2, 3 }; Span<int> second = stackalloc int[] { 1, 2, 3 }; ReadOnlySpan<int> third = stackalloc[] { 1, 2, 3 };
非托管类型 Unmanaged type
在定义指针、stackalloc T[n]
时,其类型只能是非托管类型。(虽然在使用和形式上,非托管类型与C#的原始类型几乎没有区别,但,还是可以了解下)。
以下类型的属于或也属于非托管类型:
sbyte
,byte
,short
,ushort
,int
,uint
,long
,ulong
,char
,float
,double
,decimal
, orbool
- 任何
enum
类型 - 任何
pointer
类型 - 任何 只包含非托管类型字段的用户定义(
user-defined
)的struct
类型
使用非托管泛型约束unmanaged
,指定类型参数为非指针、不可为空的非托管类型。
仅包含非托管类型字段的构造结构类型(constructed struct type
)也是非托管的。如下示例所示,DisplaySize<T>()
方法的泛型约束为unmanaged
,在调用时Coords<int>
、Coords<double>
作为非托管类型使用:
using System; public struct Coords<T> { public T X; public T Y; } public class UnmanagedTypes { public static void Main() { DisplaySize<Coords<int>>(); DisplaySize<Coords<double>>(); } private unsafe static void DisplaySize<T>() where T : unmanaged { Console.WriteLine($"{typeof(T)} is unmanaged and its size is {sizeof(T)} bytes"); } } // Output: // Coords`1[System.Int32] is unmanaged and its size is 8 bytes // Coords`1[System.Double] is unmanaged and its size is 16 bytes
泛型结构Coords<T>
可以是非托管和托管构造类型。当然也可以限制为非托管类型,如下:
public struct Coords<T> where T : unmanaged { public T X; public T Y; }
参考
以上就是C#使用stackalloc分配堆栈内存和非托管类型详解的详细内容,更多关于C# stackalloc分配堆栈内存的资料请关注我们其它相关文章!