Question

我正在使用.NET Core 2.1和语言标准7.3。我希望引用固定缓冲区而不获取指向它的指针。目前有可能吗？

public unsafe struct InteropStruct
{
    private fixed byte dataField[32];

    public Span<byte> Data
    {
        get
        {
            //return a span referencing the private field without a fixed statement
        }
    }
}

我知道Span当前能够通过垃圾回收来跟踪托管数组，因此我看不到有什么阻止它以类似方式跟踪固定缓冲区的情况。

如果不可能的话，如果我使用固定的语句，例如：

public unsafe struct InteropStruct
{
    private fixed byte dataField[32];

    public Span<byte> Data
    {
        get
        {
            fixed (byte* ptr = dataField)
            {
                return new Span<byte>(ptr, 32);
            }
        }
    }
}

如果该结构包装在堆中的对象或类中，垃圾收集器会成为问题吗？

Answer 1

因此，我以ILSpy的.NET程序集形式进行了一些研究，并在.NET Core 2.1上进行了一些测试。我的测试结果如下：

    interface ITest
    {
        Span<byte> Data { get; }
    }

    unsafe struct TestStruct : ITest
    {
        fixed byte dataField[8];

        public Span<byte> Data
        {
            get
            {
                //Unsafe.AsPointer() to avoid the fixed expression :-)
                return new Span<byte>(Unsafe.AsPointer(ref dataField[0]), 8);
            }
        }
    }

    class Program
    {
        //Note: This test is done in Debug mode to make sure the string allocation isn't ommited
        static void Main(string[] args)
        {
            new string('c', 200);

            //Boxes the struct onto the heap.
            //The object is allocated after the string to ensure it will be moved during GC compacting
            ITest HeapAlloc = new TestStruct();

            Span<byte> span1, span2;

            span1 = HeapAlloc.Data; //Creates span to old location

            GC.Collect(2, GCCollectionMode.Forced, true, true); //Force a compacting garbage collection

            span2 = HeapAlloc.Data; //Creates span to new location

            //Ensures that if the pointer to span1 wasn't updated, that there wouldn't be heap corruption
            //Write to Span2
            span2[0] = 5;
            //Read from Span1
            Console.WriteLine(span1[0] == 5); //Prints true in .NET Core 2.1, span1's pointer is updated
        }
    }

我从对IL的研究中学到了什么，如果我不能正确解释这一点，请原谅我：

.NET Core的2个字段跨度：

//Note, this is not the complete declaration, just the fields
public ref readonly struct Span<T>
{
    internal readonly ByReference<T> _pointer;
    private readonly int _length;
}

.NET Framework的3个字段范围：

//Same note as 2 Field Span
public ref readonly struct Span<T>
{
    private readonly Pinnable<T> _pinnable;
    private readonly IntPtr _byteOffset;
    private readonly int _length;
}

.Net Core正在使用Span的2字段模型。由于.NET Framework使用3字段模型，因此不会更新其指针。原因？ 3个字段跨度的Span<T>(void* pointer, int length)构造函数（我正在为此使用）将_byteOffset字段设置为pointer参数。 GC将更新的3个字段范围中的指针是_pinnable字段。使用2个字段Span时，它们是相同的。

所以，对我的问题的答案是，是的，我可以将Span点指向带有或不带有固定语句的固定缓冲区，但是如果不使用.NET Core的2字段跨度模型，这样做很危险。如果我对.NET Framework当前的Span模型有误，请纠正我。

Span <t>可能指向没有固定表达式的固定大小的缓冲区吗？

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