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.NET性能优化-复用StringBuilder

生活百科

在之前的文章中，我们介绍了dotnet在字符串拼接时可以使用的一些性能优化技巧 。比如：

  • 为StringBuilder设置Buffer初始大小
  • 使用ValueStringBuilder等等不过这些都多多少少有一些局限性 ， 比如StringBuilder还是会存在new StringBuilder()这样的对象分配（包括内部的Buffer） 。ValueStringBuilder无法用于async/await的上下文等等 。都不够的灵活 。
那么有没有一种方式既能像StringBuilder那样用于async/await的上下文中，又能减少内存分配呢？
其实这可以用到存在很久的一个Tips ， 那就是想办法复用StringBuilder 。目前来说复用StringBuilder推荐两种方式：
  • 使用ObjectPool来创建StringBuilder的对象池
  • 如果不想单独创建一个对象池 ， 那么可以使用StringBuilderCache
使用ObjectPool复用这种方式估计很多小伙伴都比较熟悉，在.NET Core的时代，微软提供了非常方便的对象池类ObjectPool，因为它是一个泛型类，可以对任何类型进行池化 。使用方式也非常的简单 ， 只需要在引入如下nuget包：
dotnet add package Microsoft.Extensions.ObjectPoolNuget包中提供了默认的StringBuilder池化策略StringBuilderPooledObjectPolicy和CreateStringBuilderPool()方法，我们可以直接使用它来创建一个ObjectPool：
var provider = new DefaultObjectPoolProvider();// 配置池中StringBuilder初始容量为256// 最大容量为8192，如果超过8192则不返回池中，让GC回收var pool = provider.CreateStringBuilderPool(256, 8192);var builder = pool.Get();try{ for (int i = 0; i < 100; i++) {builder.Append(i); } builder.ToString().Dump();}finally{ // 将builder归还到池中 pool.Return(builder);}运行结果如下图所示：
.NET性能优化-复用StringBuilder

文章插图
当然，我们在ASP.NET Core等环境中可以结合微软的依赖注入框架使用它，为你的项目添加如下NuGet包：
dotnet add package Microsoft.Extensions.DependencyInjection然后就可以写下面这样的代码，从容器中获取ObjectPoolProvider达到同样的效果：
var objectPool = new ServiceCollection() .AddSingleton<ObjectPoolProvider, DefaultObjectPoolProvider>() .BuildServiceProvider() .GetRequiredService<ObjectPoolProvider>() .CreateStringBuilderPool(256, 8192);var builder = objectPool.Get();try{ for (int i = 0; i < 100; i++) {builder.Append(i); } builder.ToString().Dump();}finally{ objectPool.Return(builder);}更加详细的内容可以阅读蒋老师关于ObjectPool的系列文章 。
使用StringBuilderCache另外一个方案就是在.NET中存在很久的类，如果大家翻阅过.NET的一些代码，在有字符串拼接的场景可以经常见到它的身影 。但是它和ValueStringBuilder一样不是公开可用的，这个类叫StringBuilderCache 。
.NET性能优化-复用StringBuilder

文章插图
下方所示就是它的源码，源码链接点击这里：
namespace System.Text{/// <summary>为每个线程提供一个缓存的可复用的StringBuilder的实例</summary>internal static class StringBuilderCache{// 这个值360是在与性能专家的讨论中选择的，是在每个线程使用尽可能少的内存和仍然覆盖VS设计者启动路径上的大部分短暂的StringBuilder创建之间的折衷 。internal const int MaxBuilderSize = 360;private const int DefaultCapacity = 16; // == StringBuilder.DefaultCapacity[ThreadStatic]private static StringBuilder? t_cachedInstance;// <summary>获得一个指定容量的StringBuilder.</summary> 。// <remarks>如果一个适当大小的StringBuilder被缓存了，它将被返回并清空缓存 。public static StringBuilder Acquire(int capacity = DefaultCapacity){if (capacity <= MaxBuilderSize){StringBuilder? sb = t_cachedInstance;if (sb != null){// 当请求的大小大于当前容量时，// 通过获取一个新的StringBuilder来避免Stringbuilder块的碎片化if (capacity <= sb.Capacity){t_cachedInstance = null;sb.Clear();return sb;}}}return new StringBuilder(capacity);}/// <summary>如果指定的StringBuilder不是太大，就把它放在缓存中</summary>public static void Release(StringBuilder sb){if (sb.Capacity <= MaxBuilderSize){t_cachedInstance = sb;}}/// <summary>ToString()的字符串生成器，将其释放到缓存中 ， 并返回生成的字符串 。</summary>public static string GetStringAndRelease(StringBuilder sb){string result = sb.ToString();Release(sb);return result;}}}

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