C# 非托管内存中的可变字符串在托管空间中可用

注意：我的案例是在一个只处理字符串的旧API生态系统中，没有现代的.NET添加。

所以我非常需要一个没有分配的可变字符串。字符串每X毫秒更新一次，这样您就可以在几分钟内计算出它可以产生多少垃圾（StringBuilder在这里根本不相关）。我目前的方法是预先分配固定大小的字符串，并通过钉住、直接写入字符和在达到容量时自动脱落或抛出来对其进行变异

这个很好用。分配的字符串是长期存在的，因此最终GC会将其升级到Gen2，并且固定不会太麻烦它，从而最小化开销。但有两个主要问题：

因为字符串是固定的，所以我必须用

\0

填充它，虽然到目前为止，这在所有默认的网络/单声道功能和第三方的东西上都运行得很好，但是当字符串的长度为1024时，没有办法知道其他东西会有什么反应，但最后100个是

\0

我不能调整它的大小，因为这将导致分配。我可以一个月分配一次，但由于字符串是相当动态的，我不能确定它何时会尝试进一步扩展或收缩。我可以使用“仅扩展”方法，这样我只在需要扩展时分配，但是，这有填充开销的缺点（如果字符串扩展为5k个字符，但下一个字符串仅为3k-2k个字符将被填充以获得额外的周期）以及内存额外使用。我不确定GC对McGigage会有什么感觉，McGigage在Gen2中经常是固定字符串，而不是LOH中另一种方法是池可重用字符串对象，但是，这具有更高的内存和GC开销+查找开销

由于目标字符串必须存在相当长的一段时间，我正在考虑通过字节缓冲区将其移动到。这将消除GC的负担（钉住惩罚开销），并且我可以以比托管堆更低的成本重新调整大小/重新分配。 我很难理解的是-我如何才能分割分配的非托管缓冲区的特定部分，并将其包装为正常的网络字符串，以便在托管空间/代码中使用？比如，将它传递到控制台。WriteLine或某个第三方库，该库在屏幕上绘制UI标签并接受字符串。这是否可行

另外，据我所知，NET5的计划（我认为将在NET6中最终确定）将不再能够改变字符串之类的东西（运行时阻塞或未定义的故障）。他们的解决方案似乎是POH，这基本上就是我所描述的，具有相同的局限性

我如何可能分割分配的非托管缓冲区的特定部分，并将其包装为普通的网络字符串，以便在托管空间/代码中使用

据我所知这是不可能的。Net有自己的定义对象（对象头等）的方法，您不能将某些任意内存区域视为.Net对象。固定和变异字符串似乎很危险，因为字符串是不可变的，有些事情可能无法正常工作（例如，将字符串用作字典键）

正确的方法是（正如Canton7所提到的）使用

char[]

缓冲区和

Span

/

内存对字符串进行切片。当传递给其他方法时，可以将字符串的一部分转换为实际的字符串对象。当调用诸如
Console.WriteLine
或UI方法之类的方法时，分配字符串对象的开销与正在进行的其他事情相比是无关紧要的

如果您有只接受
string
的旧代码，您可能需要接受它所带来的限制，或者重写代码以接受内存/span表示

我强烈建议进行分析，看看这是否是频繁分配的实际问题。只要字符串适合小对象堆（SOH，即小于87kb），并且没有升级到gen 2，开销可能不会很大。SOH上的分配速度很快，运行第0代GC的时间不会直接与分配的数量成比例。因此，每隔几毫秒更新一次可能并不可怕。如果你说的是微秒，我会更担心。
“GC会将它升级到Gen2，钉扎不会太麻烦它，从而最小化开销。”——这不一定是真的。如果字符串在gen0中被固定，那么GC可能会决定根本不升级它！如果它被推广，它仍然会阻碍压实。如果它是在gen2中被固定的，你可能是对的。我真的鼓励你不要走变异字符串的路线——有很多事情假设字符串不会变异。你不能用字符数组吗。NET字符串以长度开头，因此不能将字符数组的任意位分割成字符串，因为它没有相应的头。如果可以，我会在内存中保留一个经过变异的
char[]
。当您需要将其转换为字符串以传递到
控制台.WriteLine
等（我假设您不是每X ms这么做！）时，请使用
string.Create
将
char[]
的相关部分复制到新字符串中。不，我有一个只接受字符串的旧API/生态系统。如果我有能力使用字符数组或跨度，这个问题就不存在了。你提到的所有这些建议我已经说过很多次了，它们在这个具体案例中根本不相关。是的，但是因为你没有提到它们，人们会建议它们。我不是一个读心术的人！