如何无需BinaryReader循环高效将二进制文件读取到int[]中？

1. 内存映射文件（零额外复制，超大文件首选） #

内存映射文件直接将磁盘文件映射到进程虚拟内存，无需把整个文件加载到物理内存，也不会产生额外的内存复制操作，是处理大文件的最优解：

using System.IO;
using System.IO.MemoryMappedFiles;
using System.Runtime.InteropServices;

int[] ReadIntArrayFromMappedFile(string filePath)
{
    using var mmf = MemoryMappedFile.CreateFromFile(filePath, FileMode.Open);
    using var viewStream = mmf.CreateViewStream();
    
    int elementCount = (int)(viewStream.Length / sizeof(int));
    if (viewStream.Length % sizeof(int) != 0)
        throw new InvalidDataException("文件字节长度不是int类型的整数倍");
    
    int[] resultArray = new int[elementCount];
    // 直接从内存映射区域复制到int数组，操作效率接近内存原生拷贝
    Marshal.Copy(viewStream.SafeMemoryMappedViewHandle.DangerousGetHandle(), resultArray, 0, elementCount);
    
    return resultArray;
}

这种方式对GB级别的大文件特别友好，系统会按需加载文件内容到物理内存，避免一次性占用过多内存资源。

2. 优化版FileStream直接读取（低额外复制，适合中小大文件） #

如果不想用内存映射，可以通过一次性读取全部字节再转换的方式优化，相比循环调用BinaryReader.ReadInt32()，减少了频繁IO的开销：

using System.IO;

int[] ReadIntArrayFromFile(string filePath)
{
    using var fs = new FileStream(
        filePath, 
        FileMode.Open, 
        FileAccess.Read, 
        FileShare.Read, 
        bufferSize: 8192, // 匹配磁盘扇区大小，提升IO效率
        FileOptions.SequentialScan // 告诉系统是顺序读取，优化缓存策略
    );
    
    long totalBytes = fs.Length;
    if (totalBytes % sizeof(int) != 0)
        throw new InvalidDataException("文件字节长度不符合int数组要求");
    
    int elementCount = (int)(totalBytes / sizeof(int));
    int[] resultArray = new int[elementCount];
    byte[] byteBuffer = new byte[totalBytes];
    
    fs.Read(byteBuffer, 0, byteBuffer.Length);
    Buffer.BlockCopy(byteBuffer, 0, resultArray, 0, byteBuffer.Length);
    
    return resultArray;
}

这里的Buffer.BlockCopy是.NET提供的高效内存拷贝方法，比手动循环转换快得多，虽然有一次字节数组到int数组的复制，但整体性能远优于循环BinaryReader。

为什么循环BinaryReader性能差？ #

每次调用BinaryReader.ReadInt32()都会触发底层流的小尺寸读取操作，频繁的IO上下文切换和磁盘寻址会大幅拖慢大文件的读取速度，尤其是当文件尺寸远大于磁盘缓存时，性能差距会非常明显。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者埃博拉酱