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2021
01-17

C#如何快速释放内存的大数组详解

前言

本文告诉大家如何使用 Marshal 做出可以快速释放内存的大数组。最近在做 3D ，需要不断申请一段大内存数组，然后就释放他，但是 C# 对于大内存不是立刻释放，所以就存在一定的性能问题。在博客园看到了一位大神使用 Marshal 做出快速申请的大数组，于是我就学他的方法来弄一个。本文告诉大家这个类是如何使用。

在使用的时候，先来看下原来的 C# 的大数组性能。可以看到在不停gc，性能不好

 static void Main(string[] args)
 {
  for (int i = 0; i < 10000; i++)
  {
  Foo();
  }
  Console.ReadKey();
 }

 private static void Foo()
 {
  var foo = new byte[1000000000];
 }

介绍

在使用 Marshal 之前需要知道这是什么，其实 Marshal 就是一个提供 COM 互操作的方法。

使用

下面使用一个快速申请 int 数组来告诉大家如何使用。

是否还记得 C 的申请数组？其实下面的方法和 C 的相同

  int n = 100000;//长度
  IntPtr buffer = Marshal.AllocHGlobal(sizeof(int) * n);

这时就可以使用 buffer 作为数组

下面对他的第 k 个元素修改

  IntPtr buffer = Marshal.AllocHGlobal(sizeof(int) * n);
  int k = 2;

  IntPtr t = buffer + k * sizeof(int);
  var p = Marshal.PtrToStructure<int>(t);
  Console.WriteLine("p " + p); //196713 这时的值是不确定

  p = 2;
  Marshal.StructureToPtr(p,t,false);

  p = Marshal.PtrToStructure<int>(t);
  Console.WriteLine("p " + p);//2

  //遍历
  Console.WriteLine("遍历");
  for (int i = 0; i < 10; i++)
  {
  t = buffer + i * sizeof(int);
  Console.WriteLine(Marshal.PtrToStructure<int>(t));
  }

遍历：

            43909312
            44502144
            2
            0
            0
            24
            1357220181
            196712
            550912
            543686656

可以从上面的代码看到，主要使用的两个方法是 StructureToPtr 和 PtrToStructure ，而 StructureToPtr 就是从指定类型写到指针，希望大家还知道如何使用指针，PtrToStructure 就是从指针指向的地方开始读数据，读指定类型的数据。所以可以从 Marshal 把一个类型使用另一个类型来读取，但是一般需要读取的类型都需要是确定类型大小的，如 char 可以、string 不可以。

反过来，StructureToPtr 是对指定指针写入指定的类型，同样也是需要确定这个类型的大小，如可以写入 char 但是不可以写入 string。这就是对数组读写的方法。

那么遍历的时候什么输出一些诡异的值，实际上因为没有初始化，里面的值是不确定的。我觉得用这个做随机数也不错。

使用 Marshal 是比较安全，因为 ms 做了很多处理，但是也会让程序闪退，如下面的代码

 private static void Foo()
 {
  int n = 100000;//长度
  IntPtr buffer = Marshal.AllocHGlobal(sizeof(int) * n);

  try
  {
  var t = buffer + (n * 10) * sizeof(int);
  var p = Marshal.PtrToStructure<int>(t);
  }
  catch (Exception e)
  {
  Console.WriteLine(e);
  }

  Marshal.FreeHGlobal(buffer);
 }

会出现异常 System.AccessViolationException，这个异常是无法 catch 的，所以使用的时候最好封装一下

“System.AccessViolationException”类型的未经处理的异常在 未知模块

尝试读取或写入受保护的内存。这通常指示其他内存已损坏

如果需要 catch 那么请在 app.config 添加下面的代码

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<configuration>
 <runtime>
 <legacyCorruptedStateExceptionsPolicy enabled="true" />
 </runtime>
</configuration>

然后在 Main 函数添加 HandleProcessCorruptedStateExceptions ，请看代码

 [HandleProcessCorruptedStateExceptions]
 static void Main(string[] args)
 {
  AppDomain.CurrentDomain.UnhandledException += CurrentDomain_UnhandledException;

  for (int i = 0; i < 100000; i++)
  {
  try
  {
   Foo();
  }
  catch (Exception e)
  {
   Console.WriteLine(e);
   
  }
  }
  Console.WriteLine("完成");
  Console.ReadKey();
 }

这时可以看到进入 UnhandledException ，但是无法接住，软件还是会崩溃

释放内存

那么如何释放内存？因为这个申请是没有经过管理的，如果没有手动释放，那么就出现内存泄露。

 static void Main(string[] args)
 {
  for (int i = 0; i < 10000; i++)
  {
  Foo();
  }
  Console.ReadKey();
 }

 private static void Foo()
 {
  int n = 100000;//长度
  IntPtr buffer = Marshal.AllocHGlobal(sizeof(int) * n);
  
 }

上面的代码很快就可以看到内存占用到2G，所以需要手动释放

  Marshal.FreeHGlobal(buffer);

原来的 byte 数组需要使用 1G 内存，而且速度很慢，而现在使用这个方法只需要 7M 内存，速度很快

所以在需要进行大数组申请的时候，需要不停释放，就可以使用这个方法。

如果想使用封装好的，请看下面的大神弄好的类

参见：C#+无unsafe的非托管大数组(large unmanaged array in c# without ‘unsafe' keyword)

实际使用

实际在哪些地方使用？实际上因为很多时候都是使用实例化池，但是实例化池在进入游戏的时候，可以让gc不会让程序暂停，但是会在游戏进入下一关的时候，无法快速清理数据。所以这时就可以使用 Marshal 做实例化池，瞬间就可以清空。

上面的方法暂时不告诉大家如何做，因为涉及到公司的使用。

总结

到此这篇关于C#如何快速释放内存的大数组的文章就介绍到这了,更多相关C#快速释放内存的大数组内容请搜索自学编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持自学编程网！

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