.NET 新星 Span，探索其全面应用奥秘？

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2. SpanT 的实现原理是怎样的？

SpanT 是通过利用 .NET 运行时的内存管理特性实现的。它允许开发者以更高效的方式操作内存中的数据，而不需要复制或创建新的数据副本。以下是 SpanT 实现的一些关键点：

1. 内存引用：SpanT 实际上是一个指向内存位置的引用，而不是数据本身。这意味着它可以直接访问原始数据，而不需要额外的内存分配。

2. 内存安全：尽管 SpanT 提供了对原始内存的访问，但 .NET 运行时提供了必要的内存安全机制，以防止内存泄漏、越界访问等安全问题。

3. 灵活性：SpanT 可以用于任何类型的内存区域，包括堆内存、栈内存或共享内存。这使得它在处理不同类型的内存操作时非常灵活。

4. 性能优势：由于避免了数据复制，SpanT 可以显著提高性能，特别是在处理大型数据集时。

5. 跨平台：SpanT 是 .NET 运行时的一部分，因此它在所有支持 .NET 的平台上都可以使用。

要了解更多关于 SpanT 的详细信息，可以参考以下链接：[C# All About Span: Exploring a New .NET Mainstay](https://docs.microsoft.com/en-us/archive/msdn-magazine/2018/january/csharp-all-about-span-exploring-a-new-net-mainstay)。

2. Span<T> 是如何实现的？

​​docs.microsoft.com/en-us/archive/msdn-magazine/2018/january/csharp-all-about-span-exploring-a-new-net-mainstay#how-is-spant-implemented​​

内容列表：

• ​​1. Span<T> 是什么？​​
• ​​2. Span<T> 是如何实现的？​​
• ​​3. 什么是 Memory<T>，以及为什么你需要它？​​
• ​​4. Span 和 Memory 是如何与 .NET 库集成的？​​
• ​​5. NET 运行时​​
• ​​6. C# 语言和编译器受到什么影响？​​

通常开发人员并不需要理解其使用的库是如何实现的。不过，对于 Span<T> 来说，它值得至少理解它后面的细节，因为这些细节影响到它的性能和使用方式的约束。

首先，Span<T> 是包含一个 ref 和长度的值类型，参考定义如下：

public readonly ref struct Span<T>
{
private readonly ref T _pointer;
private readonly int _length;
...
}

该 ​​ref T​​ 字段的概念在一开始可能奇怪 - 但是，在 C# 中并不能实际定义 ref T 字段，甚至在 MSIL 中。但是 Span<T> 实际上被开发用来使用运行时的特定内部类型，可以被看作 JIT，使用 JIT 生成等价的 ref T 字段。考虑更为常见的 ref 用法:

public static void AddOne(ref int value) => value += 1;
...
var values = new int[] { 42, 84, 126 };
AddOne(ref values[2]);
Assert.Equal(127, values[2]);

这段代码通过引用传递数组中的一个位置，这样你得到一个在堆栈上的 ref T。该 Span<T> 与 ref T 是相同的思想，简单地在 struct 中封装。直接包含此类 ref 或者间接包含的类型被称为仿 ref 类型，C# 7.2 编译器使用 ref struct 签名来定义此类仿 ref 类型。

通过该总结，明确了两件事：

1. 通过这种方式定义的 Span，可以与数组一样高效：对 Span 的索引不需要从指针和其开始位置开始计算，因为 ref 字段已经封装了它们。( 相反，ArraySegment 有独立的 offset 字段，使得它在索引访问和分发时都变得更为昂贵 )
2. Span 的本质是仿 ref 类型，带来了与 ref T 字段一样的约束。

第二个问题带来了有趣的分支，这些分支导致 .NET 包含由 Memory<T> 引导的第二中类型。