.Net性能調(diào)優(yōu)-ArrayPool詳情

更新時(shí)間：2021年09月14日 11:02:04 作者：張三~~

ArrayPool具有高性能托管數(shù)組緩沖池，可重復(fù)使用，用租用空間的方式代替重新分配數(shù)組空間的行為的特點(diǎn)及可以在頻繁創(chuàng)建和銷(xiāo)毀數(shù)組的情況下提高性能，減少垃圾回收器的壓力的優(yōu)點(diǎn)，下面文章內(nèi)容將詳細(xì)對(duì)其做介紹,需要的朋友可以參考一下

1、使用

獲取緩沖池實(shí)例：Create / Shared var pool=ArrayPool[byte].Shared
調(diào)用緩沖池實(shí)例：Rent() 函數(shù)，租用緩沖區(qū)空間 byte[] array=pool.Rent(1024)
調(diào)用緩沖池實(shí)例：Return(array[T]) 函數(shù),歸還租用的空間 pool.Return(array)

2、Shared

Shared返回為一個(gè)靜態(tài)共享實(shí)例，實(shí)際返回了一個(gè) TlsOverPerCoreLockedStacksArrayPool

internal sealed class TlsOverPerCoreLockedStacksArrayPool<T> : ArrayPool<T>
{
    private static readonly TlsOverPerCoreLockedStacksArrayPool<T> s_shared = new TlsOverPerCoreLockedStacksArrayPool<T>();

    public static ArrayPool<T> Shared => s_shared;
}

2.1特點(diǎn)

租用數(shù)組長(zhǎng)度不可超過(guò) 2^20( 1024*1024 = 1 048 576)，否則會(huì)從GC中重新開(kāi)辟內(nèi)存空間
Rent 租用數(shù)組實(shí)際返回的長(zhǎng)度可能比請(qǐng)求的長(zhǎng)度大，返回長(zhǎng)度一是(16*2^n) Return歸還緩沖區(qū)的時(shí)候，如果不設(shè)置 clearArray ，下一個(gè)租用者可能會(huì)看到之前的填充的值（在返回的數(shù)組長(zhǎng)度剛好是下一個(gè)租用者請(qǐng)求的長(zhǎng)度時(shí)會(huì)被看到）
緩沖池的內(nèi)存釋放不是實(shí)時(shí)釋放，在緩沖區(qū)空閑時(shí)，大概10到20秒之后，會(huì)隨著第2代GC一起釋放，分批釋放
并發(fā)數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)時(shí)，緩沖池占用的內(nèi)存空間也會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)，而且似乎沒(méi)有上限

2.2耗時(shí)對(duì)比

private static void TimeMonitor()
{
    //隨機(jī)生成3000個(gè)數(shù)組的長(zhǎng)度值
    var sizes = new int[30000];
    Parallel.For(0, 10000, x => { sizes[x] = new Random().Next(1024 * 800, 1024 * 1024); });

    //緩沖池方式租用數(shù)組
    var gcAllocate0 = GC.GetTotalAllocatedBytes();
    var watch = new Stopwatch();
    Console.WriteLine("start");
    watch.Start();
    for (int i = 0; i < 10000; i++)
    {
        //CreateArrayByPool(ArrayPool<int>.Shared, 1024 * 1024,sizes[i], false);

        var arr = ArrayPool<int>.Shared.Rent(sizes[i]);
        for (int j = 0; j < sizes[i]; j++)
        {
            arr[j] = i;
        }
        ArrayPool<int>.Shared.Return(arr, true);
    }
    var time1 = watch.ElapsedMilliseconds;
    var gcAllocate1 = GC.GetTotalAllocatedBytes(true);

    //new 方式分配數(shù)組空間
    watch.Restart();
    for (int i = 0; i < 30000; i++)
    {
        //CreateArrayDefault(i, sizes[i], false);
        var arr = new int[sizes[i]];
        for (int j = 0; j < sizes[i]; j++)
        {
            arr[j] = i;
        }
    }
    var time2 = watch.ElapsedMilliseconds;
    var gcAllocate2 = GC.GetTotalAllocatedBytes(true);

    Console.WriteLine("ArrayPool方式創(chuàng)建數(shù)組耗時(shí)：" + time1 + "  Gc總分配量" + (gcAllocate1 - gcAllocate0));
    Console.WriteLine("默認(rèn)方式創(chuàng)建數(shù)組耗時(shí)：" + time2 + "  Gc總分配量" + (gcAllocate2 - gcAllocate1 - gcAllocate0));
}

內(nèi)存使用截圖：左側(cè)沒(méi)有波動(dòng)的橫線是緩沖池執(zhí)行的過(guò)程，右側(cè)為手動(dòng)創(chuàng)建數(shù)組的執(zhí)行過(guò)程

執(zhí)行結(jié)果：

ArrayPool方式創(chuàng)建數(shù)組耗時(shí)：17545 Gc總分配量4130800
默認(rèn)方式創(chuàng)建數(shù)組耗時(shí)：26870 Gc總分配量37354100896

2.3示例（前端文件通過(guò)后端Api上傳OSS）

private static void PostFileByBytesPool(FormFile file)
{
    HttpClient client = new HttpClient() { BaseAddress = new Uri("https://fileserver.com") };

    var fileLen = (int)file.Length;
    var fileArr = ArrayPool<byte>.Shared.Rent(fileLen);

    using var stream = file.OpenReadStream();
    stream.Read(fileArr, 0, fileLen);

    MultipartFormDataContent content = new MultipartFormDataContent();
    content.Add(new ByteArrayContent(fileArr, 0, fileLen), "id_" + Guid.NewGuid().ToString(), file.FileName);

    client.PostAsync("/myfile/" + file.FileName, content).Wait();
    ArrayPool<byte>.Shared.Return(fileArr, true);
}

3、Create()

ArrayPool 的Create()函數(shù)會(huì)創(chuàng)建一個(gè) ConfigurableArrayPool 對(duì)象

ConfigurableArrayPool 的構(gòu)造函數(shù)接收兩個(gè)參數(shù)

maxArrayLength ：單次租借的數(shù)組最大長(zhǎng)度，不可超過(guò) 1024*1024*1024
maxArraysPerBucket ：最多可以存在的未歸還緩沖區(qū)數(shù)量

通過(guò)這兩個(gè)參數(shù)可以解決 Shared 方式的兩個(gè)問(wèn)題：

自定義單個(gè)數(shù)組的最大長(zhǎng)度，可以獲取更大的內(nèi)存空間用來(lái)存儲(chǔ)大文件等
限定了數(shù)組的長(zhǎng)度和最大緩沖區(qū)數(shù)量，就限定了最大的不可回收內(nèi)存數(shù)量，防止高并發(fā)時(shí)緩沖池內(nèi)存持續(xù)增長(zhǎng)

示例：

//創(chuàng)建一個(gè)自定義緩沖池實(shí)例，單個(gè)數(shù)組最大長(zhǎng)度為1024 * 2048，最大可同時(shí)租用10個(gè)緩沖區(qū)
ArrayPool<int> CustomerArrayPool = ArrayPool<int>.Create(1024 * 2048,10);

與Shared不同的是，如果設(shè)置 CustomerArrayPool=Null 那么在下一次垃圾回收時(shí)該緩沖池所占的內(nèi)存會(huì)立馬全部釋放。

為防止不可預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)該保持CustomerArrayPool的存活。

同時(shí)為了防止內(nèi)存的濫用應(yīng)該限制CustomerArrayPool的數(shù)量

到此這篇關(guān)于.Net性能調(diào)優(yōu)-ArrayPool詳情的文章就介紹到這了,更多相關(guān).Net性能調(diào)優(yōu)-ArrayPool內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

您可能感興趣的文章: