如何将Memory<byte>复制到byte[]的指定偏移位置？

问题描述 #

我在做异步网络IO开发时，使用Memory<byte>作为读取缓冲区，需要将其内容复制到一个预先定义的byte[]（也就是代码里的Packet）的指定偏移位置。目前我的Append方法实现如下：

public bool Append(Memory<byte> buffer) {
    // Verify input data
    if (buffer.Length <= 0 || buffer.Length > PacketSize - Received) {
        // Debug.Assert(false);
        return false;
    }
    // Copy received data into packet at current offset
    // TODO : Avoid heap array allocation or iteration
    //Buffer.BlockCopy(buffer.ToArray(), 0, Packet, Received, buffer.Length);
    //private readonly byte[] Packet;
    for (int i = 0; i < buffer.Length; i ++) {
        Packet[Received + i] = buffer.Span[i];
    }
    Received += buffer.Length;
    // If we have a header it must match
    if (HasHeader() && !DoesHeaderMatch()) {
        // Debug.Assert(false);
        return false;
    }
    return true;
}

现在的问题是：我想找一个等效于Buffer.BlockCopy()的方法，但源数据是Memory<byte>或者它的Span<byte>类型，而且不想创建临时的栈或堆缓冲区——不管是调用buffer.ToArray()产生的堆分配，还是循环逐个赋值的低效操作，都想避免。有什么合适的解决思路吗？

解决方案 #

你可以直接利用.NET Core及以上版本提供的Span<T> API来实现无分配、高效的内存复制，这完全符合你的需求。修改后的复制逻辑如下：

// Copy received data into packet at current offset
Span<byte> destination = Packet.AsSpan().Slice(Received, buffer.Length);
Span<byte> source = buffer.Span;
source.CopyTo(destination);
Received += buffer.Length;

为什么这能解决问题？ #

• 无额外内存分配：Memory<T>.Span和Array.AsSpan()都是直接创建内存的视图，不会在堆上分配新的数组；Slice方法也只是调整视图的起始位置和长度，同样没有分配。
• 高效复制：Span<T>.CopyTo底层会根据目标和源的内存情况，自动选择最优的复制方式（比如利用硬件的批量复制指令），效率和Buffer.BlockCopy不相上下，甚至在某些场景下更优。
• 代码简洁：相比循环赋值，这段代码更易读，也更符合现代.NET的内存操作习惯。

你可以把这段代码替换掉原来的循环或者注释掉的Buffer.BlockCopy部分，就能实现无分配的高效数据复制了。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者PieterV