骚操作之 持有 ReadOnlySpan 数据

ReadOnlySpan<T>
可以说现在高性能操作的重要基石

其原理有兴趣的同学可以看 2018 的介绍
Span<T>
文章

其为了保障大家安全使用做了相应的限制

那么有没方法绕过呢？

在class中持有 ReadOnlySpan

直接持有是不可能的，本身为
ref struct
就保障了大家写不出持有它的代码

但是我们可以玩骚操作，无法持有你，我们可以创造一个一模一样的你

如下面代码，我们获取span 对应的指针

public unsafe class ReadOnlySpanReaderBuffer<T> 
{
    internal void* _buffer;
    internal int _length;

    public ReadOnlySpanReaderBuffer(Span<T> span)
    {
        _buffer = Unsafe.AsPointer(ref span.GetPinnableReference());
        _length = span.Length;
    }

    public ReadOnlySpanReaderBuffer(ReadOnlySpan<T> span)
    {
        _buffer = Unsafe.AsPointer(ref MemoryMarshal.GetReference(span));
        _length = span.Length;
    }

在需要使用的时候通过指针重新创建一个一模一样的span

public ReadOnlySpan<T> Readed
{
    [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
    get => new ReadOnlySpan<T>(_buffer, _length);
}

将 Span
转换成 Memory

同样出于安全考虑，默认
Span<T>
无法转换成
Memory<T>

但是我们可以玩骚操作，无法转换你，我们可以创造一个

首先我们需要建立一个Memory的基础类, 通过它来告诉
Memory<T>
如何拿去我们从
Span<T>
里面偷出来的指针

public sealed unsafe class UnmanagedMemoryManager<T> : MemoryManager<T>
{
    private readonly T* _pointer;
    private readonly int _length;

    public UnmanagedMemoryManager(Span<T> span)
    {
        fixed (T* ptr = &MemoryMarshal.GetReference(span))
        {
            _pointer = ptr;
            _length = span.Length;
        }
    }

    public UnmanagedMemoryManager(T* pointer, int length)
    {
        if (length < 0) throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(length));
        _pointer = pointer;
        _length = length;
    }

    public UnmanagedMemoryManager(nint pointer, int length) : this((T*)pointer.ToPointer(), length) { }

    public override Span<T> GetSpan() => new Span<T>(_pointer, _length);

    // 一切的关键就在这个方法
    public override MemoryHandle Pin(int elementIndex = 0)
    {
        if (elementIndex < 0 || elementIndex >= _length)
            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(elementIndex));
        return new MemoryHandle(_pointer + elementIndex);
    }

    public override void Unpin() { }

    protected override void Dispose(bool disposing) { }
}

在需要使用的时候通过指针重新创建一个一模一样的Memory

public ReadOnlyMemory<T> ReadedMemory
{
    [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
    get => new UnmanagedMemoryManager<T>((IntPtr)_buffer, _length).Memory;
}

道路千万条，安全第一条，大家慎用骚操作啊