摘要
本文解释了如何在C#中使用 MemoryMarshal.AsBytes() 将 ReadOnlyMemory 转换为字节数组，包括示例和用例。
在这篇文章中，我们深入探讨了C#内存结构，重点关注 ReadOnlyMemory
要下载本文的源代码，你可以访问我们的 GitHub仓库。
那么，让我们开始吧！
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理解ReadOnlyMemory和字节数组
C#中的 ReadOnlyMemory 结构提供了类似数组的连续内存区域的只读视图。这个结构在性能关键性场景下表现出色，在不创建堆上副本的情况下，我们希望处理现有数据。它通过引用现有内存而不是分配新空间来实现这一效率。此外，ReadOnlyMemory<T> 通过防止我们在处理数组、字符串或任何其他内存段的一部分时意外修改数据，来促进数据安全。
相反，byte 数组是一种可变数据结构。它表示用于存储二进制数据的固定大小内存缓冲区，如文件 I/O 和网络通信等操作中。
现在，让我们来看看如何从 ReadOnlyMemory<T> 获取一个 byte[]。
虽然 ReadOnlyMemory<T> 提供了一个内存视图，但它并不直接暴露底层bytes。因此在这一部分，我们将探索针对特定场景如何获取它们。
引入 MemoryMarshal，这是 System.Runtime.InteropServices 命名空间中的一个实用类，为与内存相关的类型如 ReadOnlyMemory<T> 和 Span<T> 的交互提供功能。更多信息见 MemoryMarshal。
让我们来看看如何使用 MemoryMarshal.AsBytes() 方法将ReadOnlyMemory转换为字节数组：
public static byte[] ReadOnlyMemoryToByteArray<T>(ReadOnlyMemory<T> input) where T : struct
{
return MemoryMarshal.AsBytes(input.Span).ToArray();
}
在这里，我们定义了一个泛型方法ReadOnlyMemoryToByteArray<T>()，它接受一个ReadOnlyMemory<T>并将其转换为字节数组。首先要注意的是我们的泛型类型约束struct。MemoryMarshal.AsBytes()仅对基本类型有效。
在适当地设置了约束以后，我们可以进入到过程的核心，即使用ReadOnlyMemory<T> 结构上的Span属性获取一个ReadOnlySpan<T>，然后将其传递给MemoryMarshal.AsBytes()。这个方法将我们的输入重新解释为bytes，返回覆盖相同内存区域的ReadOnlySpan<byte>。我们最后的步骤是调用ToArray()方法在span上，它将span复制到我们返回的新分配的byte[]中。
现在，让我们来测试一下我们的方法：
var byteArray = ReadOnlyMemoryToByteArray<int>(new int[] { 1, 2, 3 });
Console.WriteLine(BitConverter.ToString(byteArray));
byteArray = ReadOnlyMemoryToByteArray("foo".AsMemory());
Console.WriteLine(BitConverter.ToString(byteArray));
在这里，我们创建了一个ReadOnlyMemory<int>和ReadOnlyMemory<char>，然后将它们传递给我们的ReadOnlyMemoryToByteArray()方法。然后我们使用BitConverter.ToString()在控制台上将字节显示为字符串：
01-00-00-00-02-00-00-00-03-00-00-00
66-00-6F-00-6F-00
所以正如我们在这些代码示例中看到的，MemoryMarshal.AsBytes()方法简化了将ReadOnlyMemory转换为字节数组的过程。接下来，让我们讨论一下转换的一些用例。
转换的用例
将ReadOnlyMemory<T>转换为byte[]的一些常见场景包括：
- 与期望字节数组的API进行互操作
- 将数据写入I/O流
- 加密操作
在与旧API或库进行互操作时，有些可能不支持ReadOnlyMemory<T>。相反，它们要求数据作为byte[]。尽管，.NET的最新版本已经添加了支持ReadOnlyMemory<T>和ReadOnlySpan<T>的方法重载，在这里，我们专注于符合本主题标准的API。在实际情况下，如果可能的话，最好使用新的重载。
考虑.NET Core 3.0之前的FileStream.Write()和来自System.IO和System.Security.Cryptography命名空间的SHA256.ComputeHash()方法。
让我们探索一个与这两个API一起工作的示例：
byte[] SaveText(string path, ReadOnlyMemory<char> text)
{
using var stream = new FileStream(path, FileMode.Create, FileAccess.Write);
byte[] byteArray = MemoryMarshal.AsBytes(text.Span).ToArray();
stream.Write(byteArray, 0, byteArray.Length);
using var hashAlgorithm = SHA256.Create();
return hashAlgorithm.ComputeHash(byteArray);
}
在这里，我们的方法将一些文本转换为数组并将其保存到磁盘，然后返回它的哈希。我们将文本以ReadOnlyMemory<char>形式传递。接下来，我们通过与我们之前示例中相同的过程将其转换为byte[]，然后使用FileStream.Write()方法将其写入磁盘。最后，我们使用SHA256.ComputeHash()方法对其进行哈希处理，并返回结果。
下面是使用BitConverter.ToString()方法转换的哈希结果：
3F-AE-AF-C2-8D-3C-31-E6-D7-BF-62-8A-53-43-8E-7D-24-A8-68-16-F1-5D-10-F6-BA-54-E1-8F-8F-EC-26-C2
现在，让我们了解一下何时使用ReadOnlyMemory<T>与字节数组的性能考虑。
性能考虑
需要注意的是，MemoryMarshal.AsBytes()并不重新分配或复制ReadOnlyMemory<T>的底层内存。它只是提供相同的新视图，使其快速且高效。
作为一般指导原则，我们在数据不会被修改的时候使用ReadOnlyMemory<T>。 访问数据就地进行，无需复制，提高了访问速度。另一方面，当我们需要数据的副本时，例如将其保存到磁盘或通过网络发送时，我们使用byte[]。换句话说，在工作流程的最后阶段，当我们确定需要修改数据时，我们使用byte[]。
然而，与byte[]相比，Memory<T>和Span<T>带来了许多好处。因此，如果我们使用的API支持它们中的任何一个，我们应该考虑使用它。Memory<T>和Span<T>是提供可变的、内存高效的方式来访问现有数组的结构体。有关更多信息，请参阅Memory和Span。
结论
在这篇文章中，我们探讨了如何在C#中将ReadOnlyMemory转换为字节。我们使用MemoryMarshal.AsBytes()方法首先将我们的ReadOnlyMemory