将结构体转换为其ReadOnlyMemory<byte>表示形式

Question

我有以下结构体：

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
struct Message
{
     int Header;
     int Data;
}

我希望将其通过无需分配内存的方式（使用SendAsync(ReadOnlyMemory<byte>)调用）发送到网络中。

我该如何从给定的结构体中获取Memory<byte>？

最终我得到了Span<byte>，但却陷入了困境。

var message = new Message {
  Header = 1, Data = 3
};
var bytes = MemoryMarshal.AsBytes(
    MemoryMarshal.CreateReadOnlySpan(ref message, 1)
);

有没有办法在不进行任何分配的情况下，直接将结构体放入流中？

我使用的是 netcoreapp2.1。

- nothrow

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Spans 只能存在于堆栈上。异步方法需要其参数至少与任务本身一样长寿。因此，如何确保 span 存活到任务结束？你不能，这就是为什么那些方法使用 Memory<T> 的原因，它可以存活更久。这意味着你仍然需要复制它。 - Etienne de Martel

@EtiennedeMartel 我的 message 已经在 AsyncStateMachine 中被捕获了 - 它不是 ref struct。 - nothrow

无论如何，标题有误导性。我会更新它。 - nothrow

Answer 1

Something like:

Span<Message> valSpan = stackalloc Message[1];
valSpan[0] = new Message { Header = 123, Data = 456 };
Span<byte> bytes = MemoryMarshal.Cast<Message, byte>(valSpan); // has length 8

请注意，我在这里使用了 Span<T>。如果需要，您可以使用 Memory<T> 完成大部分相同的操作 - 但是��需要一个支持数组或类似结构的后备存储器，这通常需要一些分配 - 如果不是数组的分配，那么就是自定义 MemoryManager<T> 的分配：

var arr = new Message[1];
arr[0] = new Message { Header = 123, Data = 456 };
Memory<byte> bytes = MemoryMarshal.Cast<Message, byte>(arr); // has length 8

基本上，你已经非常接近了：

MemoryMarshal.CreateReadOnlySpan(ref message, 1)

技巧在于使用MemoryMarshal.Cast<TFrom, byte>(...)来获取字节跨度。

- Marc Gravell

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不错，但如果“Message”包含引用或指针字段，有没有办法做相同的事情？比如说一个“byte[] data”。 - joe

@joe，你可以将包含引用的数据转换为字节（其中一些基本上是无意义的 - 即引用/指针），但你不能再次返回 - 基本上，运行时和CLR 真的不希望您创建无效的非零引用 - 这将违反整个假设族。当然，你可以使用不安全的代码来实现它，但是……请不要这样做。 - Marc Gravell

为什么没有意义呢？在很多情况下，我有一个包含“int”和“byte[]”“object”的结构体，我想从中获得内存（内存应该保留引用/指针而不是数据本身）。但在这种情况下，我不能进行ref->data字节操作。Cast不允许我这样做。它不能包含引用或指针。我知道我们不应该退回。但是为什么我们有这个前进的限制呢？ - joe

@joe 引用只是具有语义意义的指针，但仍然只是随机的数字，在每次运行时或者在GC选择时都会改变，并且无法被有用地解释; 这里是展示如何做到这一点的代码，所以它是可能的 - 只是...没有用: https://gist.github.com/mgravell/0914818c0f1db594a5e75c631128fe77 - Marc Gravell

@joe 注意，我确实不得不转换为unsafe代码才能回到一个span；但是你可以不这样做-https://gist.github.com/mgravell/1e65d60e8c21b0de18137fa39688fe25 - Marc Gravell