C#内存管理：不安全的关键字和指针

在C#中使用不安全关键字使用指针会产生什么后果（正面/负面）？例如，垃圾收集会变成什么样子，性能的增益/损耗是什么，与其他语言相比，性能的增益/损耗是什么手动内存管理，危险是什么，在什么情况下使用这种语言功能真的是合理的，编译的时间长吗

引用《2008年专业杂志》：

“使用 指针是：

向后兼容性-尽管 .NET运行时仍然可以 调用本机Windows API函数，以及 对于某些操作，这可能是 完成任务的唯一方法。 这些API函数通常是 用C语言编写，通常需要 指针作为参数。但是，在 在许多情况下，可以编写 DllImport声明的方式 避免使用指针；例如， 通过使用System.IntPtr类

性能-在速度最快的场合 重要的是，指针可以提供 路由到优化性能。如果 知道你在做什么，你可以 确保数据被访问或删除 以最有效的方式操纵。 但是，请注意，更多情况下 除此之外，还有其他方面的问题 你的代码，你可以使必要的 性能改进，无需 解析指针。尝试使用 用于查找瓶颈的代码探查器 在您的代码中，一个带有可视 工作室2008。”

如果您使用指针，您的代码将需要更高级别的信任才能执行，如果用户不同意，您的代码将不会运行

最后一句话：

“我们强烈建议不要使用 不必要的指针，因为它会 不仅更难编写和调试， 但它也会使记忆失效 由制造商进行的型式安全检查 CLR。“

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我可以给你一个值得使用的情况：

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我必须逐像素生成位图<代码>绘图.位图.SetPixel（）太慢了。因此，我构建了自己的位图数据的托管

数组

，并使用

safe

获取

IntPtr

。

正如Conrad已经提到的，在某些情况下，不安全地访问C中的内存是有用的。它们没有那么多，但有一些：

• 使用

  Bitmap

  进行操作几乎是一个典型的例子，您需要通过使用

  不安全的
  获得一些额外性能
  

• 与旧API（如WinAPI或本机C/C++DLL）的互操作性是另一个非常有用的领域，

  unsafe

  ——例如，您可能希望调用一个接受/返回非托管指针的函数

另一方面，您可以使用编写大多数内容，这隐藏了方法调用中的许多不安全操作。这会稍微慢一点，但是如果您想避免使用

不安全的

（或者如果您使用的是没有

不安全的VB.NET，那么这是一个选项）

积极后果：
因此，C#中存在的
不安全
的主要积极后果是，您可以更轻松地编写一些代码（互操作性），也可以更高效地编写一些代码（使用位图或使用数组进行一些繁重的数值计算-尽管我不太确定第二个）

负面后果：当然，使用
不安全
，您必须付出一定的代价：


不可验证代码：使用
不安全
功能编写的代码变得不可验证，这意味着您的代码可能以任何方式危害运行时。在完全信任的情况下（例如，不受限制的桌面应用程序），这不是一个大问题-你只是没有所有好的.NET CLR保证。但是，您不能在受限制的环境中运行应用程序，例如公共web托管、Silverlight或部分信任（例如，从网络运行的应用程序）

垃圾收集器在使用不安全的
时也需要小心。通常允许GC重新定位托管堆上的对象（以保持内存碎片整理）。当您获取指向某个对象的指针时，需要使用
fixed
关键字告诉GC在您完成之前无法移动该对象（这可能会影响垃圾收集的性能，当然，这取决于具体的场景）


我猜想，如果C#不必与较旧的代码进行互操作，它可能不会支持
不安全的
（而像Singularity这样的研究项目试图创建基于托管语言的更可验证的操作系统，显然不允许使用usnsafe代码）。然而，在现实世界中，
不安全
在某些（罕见的）情况下是有用的。
垃圾收集对于长寿命对象来说效率很低。Net的垃圾收集器在大多数对象释放得相当快，并且一些对象“永远存在”的情况下工作得最好。问题是，寿命较长的对象只在完全垃圾收集期间释放，这会导致严重的性能损失。本质上，长寿物体很快进入第二代

（有关更多信息，您可能需要阅读.Net的分代垃圾收集器：）

在对象或内存使用将长期存在的情况下，手动内存管理将产生更好的性能，因为它可以释放到系统中，而不需要完全的垃圾收集

实现某种基于单个大字节数组、结构和大量指针算法的内存管理系统，理论上可以提高性能