将 `System.Guid` 复制到 `byte[]` 而不分配

Question

我正在开发的应用程序非常注重性能，因此需要将分配保持在最低限度以保持 GC 停止。

我惊讶地发现System.Guid 没有公开任何将其byte[] 表示复制到现有缓冲区的方法。现有的唯一方法Guid.ToByteArray() 执行new byte[] 分配，否则没有它就无法获取底层字节。

所以我正在寻找一种将Guid 复制到已经存在的byte[] 缓冲区而不分配任何内存的方法（因为Guid 已经是一个值类型）。

Answer 1

我确定的解决方案来自Jil project by Kevin Montrose 的一些帮助。我没有采用那个确切的解决方案，但它启发了我想出一些我认为相当优雅的东西。

注意：以下代码使用Fixed Size Buffers，并要求使用/unsafe 开关构建您的项目（并且很可能需要完全信任才能运行）。

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
unsafe struct GuidBuffer
{
    [FieldOffset(0)]
    fixed long buffer[2];

    [FieldOffset(0)]
    public Guid Guid;

    public GuidBuffer(Guid guid)
        : this()
    {
        Guid = guid;
    }

    public void CopyTo(byte[] dest, int offset)
    {
        if (dest.Length - offset < 16)
            throw new ArgumentException("Destination buffer is too small");

        fixed (byte* bDestRoot = dest)
        fixed (long* bSrc = buffer)
        {
            byte* bDestOffset = bDestRoot + offset;
            long* bDest = (long*)bDestOffset;

            bDest[0] = bSrc[0];
            bDest[1] = bSrc[1];
        }
    }
}

用法很简单：

var myGuid = Guid.NewGuid(); // however you get it
var guidBuffer = new GuidBuffer(myGuid);

var buffer = new buffer[16];
guidBuffer.CopyTo(buffer, 0);

通过计时，副本的平均持续时间为 1-2 个滴答。对于大多数应用程序来说应该足够快。

但是，如果您想获得绝对的最佳性能，一种可能性（由 Kevin 建议）是确保 offset 参数为 long-aligned（在 8-字节边界）。我的特定用例更喜欢内存而不是速度，但如果速度是最重要的事情，那将是一个很好的解决方法。

Answer 2

如果速度是主要考虑因素，您可以通过直接使用Guid 而不是通过GuidBuffer 结构来节省大量时间。这是我正在使用的扩展方法。

public static unsafe void Encode(this byte[] array, int offset, Guid value)
{
    if (array.Length - offset < 16) throw new ArgumentException("buffer too small");

    fixed (byte* pArray = array)
    {
        var pGuid = (long*)&value;
        var pDest = (long*)(pArray + offset);
        pDest[0] = pGuid[0];
        pDest[1] = pGuid[1];
    }
}

用法：

var guid  = Guid.NewGuid();
var array = new byte[16];
array.Encode(0, guid);