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.Net性能调优-ArrayPool .Net性能调优-ArrayPool详情

张三~~   2021-09-14 我要评论
想了解.Net性能调优-ArrayPool详情的相关内容吗,张三~~在本文为您仔细讲解.Net性能调优-ArrayPool的相关知识和一些Code实例,欢迎阅读和指正,我们先划重点:.Net性能调优-ArrayPool,.Net性能调优,下面大家一起来学习吧。

1、使用

  • 获取缓冲池实例 :Create / Shared var pool=ArrayPool[byte].Shared
  • 调用缓冲池实例 :Rent() 函数,租用缓冲区空间 byte[] array=pool.Rent(1024)
  • 调用缓冲池实例 :Return(array[T]) 函数,归还租用的空间 pool.Return(array)

2、Shared

Shared返回为一个静态共享实例,实际返回了一个 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特点

租用数组长度不可超过 2^20( 1024*1024 = 1 048 576),否则会从GC中重新开辟内存空间
Rent 租用数组实际返回的长度可能比请求的长度大,返回长度一是(16*2^n)
Return
归还缓冲区的时候,如果不设置 clearArray ,下一个租用者可能会看到之前的填充的值(在返回的数组长度刚好是下一个租用者请求的长度时会被看到)
缓冲池的内存释放不是实时释放,在缓冲区空闲时,大概10到20秒之后,会随着第2代GC一起释放,分批释放
并发数量持续增长时,缓冲池占用的内存空间也会持续增长,而且似乎没有上限

2.2耗时对比

private static void TimeMonitor()
{
    //随机生成3000个数组的长度值
    var sizes = new int[30000];
    Parallel.For(0, 10000, x => { sizes[x] = new Random().Next(1024 * 800, 1024 * 1024); });

    //缓冲池方式租用数组
    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 方式分配数组空间
    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方式创建数组耗时:" + time1 + "  Gc总分配量" + (gcAllocate1 - gcAllocate0));
    Console.WriteLine("默认方式创建数组耗时:" + time2 + "  Gc总分配量" + (gcAllocate2 - gcAllocate1 - gcAllocate0));
}

内存使用截图:左侧没有波动的横线是缓冲池执行的过程,右侧为手动创建数组的执行过程

执行结果:

ArrayPool方式创建数组耗时:17545  Gc总分配量4130800
默认方式创建数组耗时:26870  Gc总分配量37354100896

2.3示例(前端文件通过后端Api上传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 Create()函数会创建一个 ConfigurableArrayPool 对象

ConfigurableArrayPool 构造函数接收两个参数

  • maxArrayLength :单次租借的数组最大长度,不可超过 1024*1024*1024
  • maxArraysPerBucket :最多可以存在的未归还缓冲区数量

通过这两个参数可以解决 Shared 方式的两个问题:

  • 自定义单个数组的最大长度,可以获取更大的内存空间用来存储大文件等
  • 限定了数组的长度和最大缓冲区数量,就限定了最大的不可回收内存数量,防止高并发时缓冲池内存持续增长

示例:

//创建一个自定义缓冲池实例,单个数组最大长度为1024 * 2048,最大可同时租用10个缓冲区
ArrayPool<int> CustomerArrayPool = ArrayPool<int>.Create(1024 * 2048,10);


与Shared不同的是,如果设置 CustomerArrayPool=Null 那么在下一次垃圾回收时该缓冲池所占的内存会立马全部释放。

为防止不可预测的风险,应该保持CustomerArrayPool的存活。

同时为了防止内存的滥用应该限制CustomerArrayPool的数量


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