Reading Stream中byte[]、Span<Byte>、Memory<Byte>的区别及如何选型？

排除给定的两个已知前提后，三者的核心差异集中在运行时行为、适用场景、性能开销三个维度：

• 基于byte[]的重载：是.NET最早提供的经典同步API，全版本兼容，不需要额外的类型包装，但内存切片需要手动计算偏移量，容易出现边界溢出类错误，无特殊优化时和后两种写法性能接近。
• 基于Span<byte>的重载：同样是同步API，Span<byte>是栈分配的ref struct类型，完全没有GC堆分配开销，Runtime自动做内存边界校验，切片操作比手动算偏移更安全高效，但无法跨异步await边界使用，也不能作为类字段长期存储。
• 基于Memory<byte>的ReadAsync重载：是异步IO专用API，Memory<byte>是普通值类型，支持跨异步上下文传递，同样内置边界校验和便捷的切片能力，适合异步IO场景。额外提一句，示例里直接调用.Result是不良实践，高并发场景下极易触发线程池死锁，建议替换为await调用。

实际开发中可以按以下优先级判断：

• 优先选byte[]的场景：
  • 需要兼容.NET Framework 或低于.NET Core 2.1的老版本 runtime
  • 逻辑非常简单，不需要做内存切片操作，也不需要跨上下文传递buffer
  • 依赖的第三方库只接受byte[]类型的参数
• 优先选Span<byte>的场景：
  • 纯同步处理逻辑，没有异步await操作
  • 追求极致性能，要完全避免额外的GC开销
  • 需要频繁做内存切片操作，或者要包装stackalloc分配的栈内存、非托管内存块
• 优先选Memory<byte>的场景：
  • 异步IO处理场景，需要跨await边界传递buffer
  • 需要把buffer作为类字段长期存储，跨方法、跨上下文调用
  • 同时需要切片的便利性和异步操作支持

内容的提问来源于stack exchange，提问作者cogumel0