.Net性能調優(yōu)-ArrayPool詳情
1、使用
- 獲取緩沖池實例 ：
Create / Shared var pool=ArrayPool[byte].Shared - 調用緩沖池實例 ：
Rent()函數，租用緩沖區(qū)空間byte[] array=pool.Rent(1024) - 調用緩沖池實例 ：
Return(array[T])函數,歸還租用的空間pool.Return(array)
2、Shared
Shared返回為一個靜態(tài)共享實例，實際返回了一個 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
租用數組長度不可超過 2^20( 1024*1024 = 1 048 576)，否則會從GC中重新開辟內存空間
Rent 租用數組實際返回的長度可能比請求的長度大，返回長度一是(16*2^n)歸還緩沖區(qū)的時候，如果不設置
Return clearArray ，下一個租用者可能會看到之前的填充的值（在返回的數組長度剛好是下一個租用者請求的長度時會被看到）
緩沖池的內存釋放不是實時釋放，在緩沖區(qū)空閑時，大概10到20秒之后，會隨著第2代GC一起釋放，分批釋放
并發(fā)數量持續(xù)增長時，緩沖池占用的內存空間也會持續(xù)增長，而且似乎沒有上限
2.2耗時對比
private static void TimeMonitor()
{
//隨機生成3000個數組的長度值
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)建數組耗時：" + time1 + " Gc總分配量" + (gcAllocate1 - gcAllocate0));
Console.WriteLine("默認方式創(chuàng)建數組耗時：" + time2 + " Gc總分配量" + (gcAllocate2 - gcAllocate1 - gcAllocate0));
}
內存使用截圖：左側沒有波動的橫線是緩沖池執(zhí)行的過程，右側為手動創(chuàng)建數組的執(zhí)行過程
執(zhí)行結果：
ArrayPool方式創(chuàng)建數組耗時：17545 Gc總分配量4130800
默認方式創(chuàng)建數組耗時：26870 Gc總分配量37354100896
2.3示例（前端文件通過后端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()函數會創(chuàng)建一個 ConfigurableArrayPool 對象
ConfigurableArrayPool 的構造函數接收兩個參數
- maxArrayLength ：單次租借的數組最大長度，不可超過
1024*1024*1024 - maxArraysPerBucket ：最多可以存在的未歸還緩沖區(qū)數量
通過這兩個參數可以解決 Shared 方式的兩個問題：
- 自定義單個數組的最大長度，可以獲取更大的內存空間用來存儲大文件等
- 限定了數組的長度和最大緩沖區(qū)數量，就限定了最大的不可回收內存數量，防止高并發(fā)時緩沖池內存持續(xù)增長
示例：
//創(chuàng)建一個自定義緩沖池實例，單個數組最大長度為1024 * 2048，最大可同時租用10個緩沖區(qū) ArrayPool<int> CustomerArrayPool = ArrayPool<int>.Create(1024 * 2048,10);
與Shared不同的是，如果設置 CustomerArrayPool=Null 那么在下一次垃圾回收時該緩沖池所占的內存會立馬全部釋放。
為防止不可預測的風險，應該保持CustomerArrayPool的存活。
同時為了防止內存的濫用應該限制CustomerArrayPool的數量
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