何时在ReadOnlyMemory/ReadOnlySpan中使用in关键字？

咱们先从你的代码示例入手，一步步拆解问题，再延伸到适用场景和C++的对比~

一、先分析你的代码示例 #

先看你给出的三个方法：

void Method(ReadOnlyMemory<int> memory) { 
    // 修改memory不会影响外部，因为是值类型的副本
    memory = memory.Slice(3); 
} 
void Method(in Memory<int> memory) { 
    // 和上面效果类似，但避免了值类型复制
    memory.Slice(3); 
} 
void Method(in ReadOnlyMemory<int> memory) { 
    // 这里有没有性能收益？当然有！
}

1. 第一个方法：ReadOnlyMemory<int>是值类型，默认传值会复制整个结构体（64位系统下大概16字节）。你修改memory（比如调用Slice后赋值）只是修改副本，外部完全不受影响，但每次调用都会产生一次结构体复制的开销。
2. 第二个方法：in Memory<int>用了in关键字，相当于把值类型按只读引用传递，避免了结构体复制。因为in参数是只读的，你不能给memory本身赋值（比如memory = memory.Slice(3)会报错），但调用Slice返回新的视图是没问题的——而且关键是，你依然可以通过memory.Span修改内存里的元素（因为in限制的是结构体本身，不是它指向的内存）。
3. 第三个方法：in ReadOnlyMemory<int>的核心收益就是避免值类型复制。ReadOnlyMemory<int>本身是只读的内存视图，加上in后既保证了不能修改参数结构体本身，又省去了每次传值的复制开销——在高频调用的方法里，这种累积的性能提升会很明显。

二、in关键字在ReadOnlyMemory/ReadOnlySpan中的适用场景 #

总结下来，适合用in的场景主要有两类：

• 高频调用的方法：不管是ReadOnlyMemory<T>还是ReadOnlySpan<T>，它们都是值类型，虽然本身尺寸不大（ReadOnlySpan<T>在64位下是8字节），但如果方法被几万、几十万次调用，每次的复制开销累积起来就很可观。用in传只读引用，能彻底消除这部分开销。
• 不需要修改参数本身的场景：in参数是只读的，你不能给参数赋值（比如把它改成Slice后的新视图），但如果你的方法只是读取内存内容、做计算，不需要修改这个视图结构体本身，那in就非常合适——既安全（避免误改参数）又高效。

另外要注意ReadOnlySpan<T>的特殊点：它是栈绑定的类型，用in传递时要确保它的生命周期不会超出栈范围（比如不能把in ReadOnlySpan<T>参数存在类的字段里），否则会出现内存安全问题。

三、和C++中const typename &的对比 #

两者确实非常相似，但也有细微差别：

• 核心作用一致：都是为了避免值类型复制，同时保证参数的只读性——C++的const&是把值类型/对象按只读引用传递，C#的in是把值类型按只读引用传递，本质都是减少复制开销+防止误改参数。
• 语义细节有区别：
  • C#的ReadOnlyMemory<T>/ReadOnlySpan<T>本身已经自带“内存只读”的语义，而in关键字是“参数结构体本身只读”——也就是说，in ReadOnlyMemory<int>是双重只读：既不能修改内存内容，也不能修改视图结构体本身；而C++的const std::vector<int>&是不能修改vector的内容，也不能让引用指向另一个vector，和这个逻辑类似，但C#的“内存只读”是类型本身的属性，不是in带来的。
  • C++的const&可以绑定到临时对象，C#的in参数也支持接受临时值，编译器会自动处理生命周期，这点是一致的。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Bercovici Adrian