系列介紹
簡介
【五分鐘的DotNet】是一個利用您的碎片化時間來學習和豐富.net知識的博文系列。它所包含了.net體系中可能會涉及到的方方面面，比如C#的小細節，AspnetCore，微服務中的.net知識等等。
5min+不是超過5分鐘的意思，"+"是知識的增加。so，它是讓您花費5分鐘以下的時間來提升您的知識儲備量。
正文
在dotnet core2.x之後，引入了一個叫做Span<T>的類型。如果您的項目已經升級到了新版的dotnet core 以及使用C# 7+。您會發現我們曾經使用的許許多多類型都增加了一個擴展方法“AsSpan()”。在Vs中小手一點就會出現：
var s = ("xxx").AsSpan();
var s1 = new byte[10].AsSpan();
//.......more
那麼這個傢伙到底是個什麼東西？怎麼用呢？
先來扒一扒它的內部方法：
public readonly ref struct Span<T>
{
public void Clear();
public void CopyTo([NullableAttribute(new[] { 0, 1 })] Span<T> destination);
public void Fill(T value);
public Enumerator GetEnumerator();
public Span<T> Slice(int start, int length);
public T[] ToArray();
public override string ToString();
//.....
}
這裏只展示它部分的方法，但是關鍵的一點我們可以看到：它是一個結構性（struct 關鍵字）。
而且！！而且！！！ 你沒看錯，它還加了一個ref關鍵字。
所以按照我們在上一篇文章中介紹過的 .net中的棧和堆，我們猜想這種結構類型的數據應該是存放在內存棧中，具有很快的訪問速度。而且它擁有了ref關鍵字，證明它具有ref結構體的特點:
- 不能對 ref struct 裝箱
- ref struct 類型不能實現接口
- 不能將 ref struct 聲明爲類或常規結構的字段成員
- 不能聲明異步方法中屬於 ref struct 類型的本地變量
- 無法在迭代器中聲明 ref struct 本地變量
- 無法捕獲 Lambda 表達式或本地函數中的 ref struct 變量
而且根據它公開的這些方法，我們會發現它有點類似我們常用的幾個基礎類型：string 、 byte[] ……。
所以直覺告訴我們，它應該是一個拿來存放數據的類型。
so，來看看MSDN - Magazine中它的解釋：
System.Span<T> 是在 .NET 中發揮關鍵作用的新值類型。使用它，可以表示任意內存的相鄰區域，無論相應內存是與託管對象相關聯，還是通過互操作由本機代碼提供，亦或是位於堆棧上。除了具有上述用途外，它仍能確保安全訪問和高性能特性，就像數組一樣。
果不其然，和我們猜想的一樣。那麼它出現的意義是什麼呢？ 性能！！！！
而且是超級快的性能。大家都知道以往如果我們想提高數據間的操作效率（比如數據偏移、裁剪等），就只能使用指針來操作內存中的數據。這樣雖然一波操作猛如虎，但是寫起來費勁不說，我們還得將傳統的C#代碼設置爲不安全代碼，除了添加unsafe關鍵字之外還需要打開項目中執行不安全代碼的選項。
所以，有沒有辦法既不操作指針而又有高性能呢？ 好吧，Span大爺來了。
Span在C# 7.x中被引入，所以它的年齡還算比較小，也是因爲這些原因。以往的項目可能沒有辦法使用它。
它到底有多快
大家一般都是想直接看東西，所以我寫了一份對比的代碼。功能很簡單，都是截取字符串中的一部分代碼，並且進行多次的循環操作。
執行結果我都驚呆了：
是的，您沒有看錯。差距不是一般的大。
其實剛開始我以爲Span並沒有什麼作用，因爲我將數據源（圖中的compareStr）僅僅設置爲了幾個單詞。然後對他們進行了1億的循環操作，但是最後的結果只有很小的差距，不到百分之30。
後來我想了一下，應該讓數據更貼近現實，於是就將一張圖片轉換爲base64然後作爲數據源。結果驚呆了，差了接近百倍。而且隨着循環次數和對數據源的操作次數的增多，Span和傳統字符串之間的性能差距更大。
傳說中的閃電光速拳到底有多快呢
它爲什麼這麼快
它與傳統的string操作比起來爲什麼會具有這麼快的速度呢？ 按照我們之前的一些猜想和msdn所給出的一點信息，我們可以得到以下的結論：
- 它分配堆棧上而不是在託管堆。
- 它所創建的數據是內存連續的，因此具有更快的遍歷速度。
這些特點和string等原有類型比起來就非常的具有優勢了：原來對string操作涉及到大量的字符串分配和內存複製。所以當操作的數據量小的時候還好，但是隨着操作次數和處理數據量的增加之後，這是非常消耗性能的。
Span會給我們帶來什麼
那麼，既然它擁有如此高的性能，那麼我們該在什麼地方使用它呢？
這很簡單，如果您以前有對大量字符串進行截取或者處理的地方，一般都可以替換爲Span。（爲什麼是一般呢😏）
除了string可以轉換爲span之外，其它的byte[]，char[]等等都可以轉換爲span進行操作。所以這是非常值得高興的一件事情，它會爲我們數據處理帶來顯著的性能提升。比如字節流緩衝，視頻流的處理，數據的加密解密等等操作都可以使用Span來完成了。
so,在現在的.NETCore runtime中，您會發現大量的類中都開始使用了Span。
而且，Span爲我們實現了Explicit 和 Implicit，所以我們可以直接將支持的數組類型賦值給Span： (如果您不瞭解這兩個關鍵字：戳這兒)
var arr = new byte[10];
Span<byte> bytes = arr; // 直接將byte[]賦值給Span
心動了嗎？瞭解以下Span，並且嘗試着使用它吧。
但是，請注意！！ Span也是具有缺點的：因爲只能存放在內存棧中，所以它不具有線程安全，它無法跨異步操作。還有它ref結構的原因，無法裝箱拆箱等。
那麼如果我們需要跨線程共享數據，又想擁有高性能怎麼辦呢？ 別急，下一期咱們再來談。😜
最後，小聲說一句：創作不易，點個推薦吧😇