在 .NET 中固定内存对象的生命周期

Question

我最近了解到在 .NET 中固定不是实际过程。它“只是”在 IL 中创建一个固定的局部变量，并且该变量指向的所有内容都被认为是由 GC 固定的。您可以在此处阅读更多相关信息。

现在我想知道：是否可以固定 aclass或structso的字段，object使其指向的字段假定为由 GC 固定而不使用GCHandle左右。像这样（伪代码！）：

public unsafe [class|struct] Something
{
    public byte[] Data = new byte[4096];
    private /*some keywords*/ byte* ptr = /*some keywords like fixed*/ Data;
}

如果这在普通 C# 中是不可能的，那么在使用 IL 时是否可能？还是不能struct或class字段有固定对象的效果？（也许只有局部变量才有可能？）

Answer 1

不是作为一个领域，不。基本上，你在这里是绝对正确的：

也许只有局部变量才有可能？

是的，它只适用于局部变量。

这里的要点是 GC 不想必须爬行堆来找到 pin（很高兴查看堆栈 - 它已经需要这样做），并且没有对象本身选择成为的概念钉住。

您当然可以使用固定本地来实现此目的：

fixed(byte* ptr = obj.Data)
{
    RunYourMainCode(obj);
}

但这需要固定的本地跨越需要方法保持固定的代码。

如果你真的想要一些东西不动并且你不能使用本地：

• 使用一个GCHandle（这就是它的用途），或者
• 使用非托管内存

请注意，使用Memory<T>和Span<T>，您仍然可以使用托管代码（即几乎零unsafe使用）来与非托管内存通信。具体来说， aMemory<T>可以在不安全的内存上构造，并且.Spanfrom 提供ref T对数据的访问（ref T是托管指针，T*与之相反的是非托管指针；非常相似，但托管指针与 GC 一起工作，不需要unsafe）。

Answer 2

在.NET 5 中：

class SoMuchFastArray
{
    static readonly int[] PinnedArray = GC.AllocateArray<int>(20, true);

    unsafe static readonly int* ArrayPtr;

    unsafe static SoMuchFastArray()
    {
        fixed (int* ptr = PinnedArray) { ArrayPtr = ptr; } // leak the pointer
    }

    unsafe int Wow(int index) => ArrayPtr[index];

    int NotSoWow(int index) => PinnedArray[index];
}

显然，这伴随着所有常见的免责声明以及健康和安全警告。确保您了解风险。