.NET开发者必知的5个实用技巧：提升代码质量与性能的实战指南

.NET是一个功能强大的平台，但有时真正的力量在于知道如何正确使用其功能，或者何时完全不使用它们。在本系列中，我们将探讨5个实用技巧，这些技巧不仅能让你的代码更简洁、运行更快，还能揭示即使是经验丰富的开发者也会遇到的性能陷阱、内存低效问题和不良实践。

这是为.NET开发者准备的一系列经过实战检验的实用技巧的第一篇。内容将涵盖语言特性、性能优化技术和编码理念，没有废话，只有实用的要点。

技巧1：使用Span和ReadOnlySpan实现高性能的缓冲区访问

处理数组、字符串或缓冲区的切片时，并非一定要进行内存分配。Span和ReadOnlySpan提供了内存安全的、栈分配的数据视图，在解析、读取文件或操作缓冲区时，能显著提升性能。

例如：如果你需要反复解析或切片字符串或字节数组，Span可以通过在栈上操作内存切片，帮助你避免不必要的内存分配，而不是创建子字符串或副本。

之前（使用string.Split()——内存开销大）：

var line = "123,John Doe,5000";
var parts = line.Split(',');

int id = int.Parse(parts[0]);
string name = parts[1];
int salary = int.Parse(parts[2]);

之后（使用ReadOnlySpan——无内存分配）：

ReadOnlySpan<char> line = "123,John Doe,5000";

int firstComma = line.IndexOf(',');
int secondComma = line.Slice(firstComma + 1).IndexOf(',') + firstComma + 1;

var idSpan = line.Slice(0, firstComma);
var nameSpan = line.Slice(firstComma + 1, secondComma - firstComma - 1);
var salarySpan = line.Slice(secondComma + 1);

int id = int.Parse(idSpan);
string name = nameSpan.ToString();
int salary = int.Parse(salarySpan);

这样可以避免分配新的数组或子字符串，让你直接、安全且高效地操作内存。

重要提示：Span是一个ref结构体，它存在于栈上，而非堆上。你不应将其用作类中的字段，也不应在lambda表达式或异步方法中捕获它。它适用于短期的、高性能的操作。

如果你需要在生命周期较长的上下文中实现类似功能，可以考虑使用Memory或ReadOnlyMemory，它们在堆上是安全的。

技巧2：避免链式调用Where().FirstOrDefault()

这是一个常见的LINQ反模式：

var user = users.Where(u => u.Id == 1).FirstOrDefault();

这种写法会创建一个不必要的中间迭代器，只为了获取一个项。相反，直接使用带有谓词的FirstOrDefault：

var user = users.FirstOrDefault(u => u.Id == 1);

这样更简洁，性能也更好，尤其是在处理大型集合时。当迭代数千个元素时，每毫秒都很重要；除非必要，否则避免构建中间集合。

技巧3：优先使用TryParse而非Parse以避免异常

使用int.Parse()或类似的Parse()方法可能看起来很简单，但它们基于异常机制，这意味着如果输入无效，它们会抛出异常。这在性能方面代价很高，尤其是在循环或高吞吐量代码中。

// 不好：可能会抛出异常
int value = int.Parse(input);

相反，优先使用TryParse()，它可以避免异常并提升性能：

if (int.TryParse(input, out int value))
{
    // 可以安全地使用'value'
}

这在用户输入、文件解析或网络场景中尤为重要，因为在这些场景中可能会出现无效数据。当每秒需要进行多次解析时，两者的差异会变得很明显。

重要原因：在.NET中，抛出和捕获异常的代价很高，不仅体现在运行时成本上，还体现在内存分配上。TryParse让你能够编写防御性的、高性能的代码。

技巧4：避免创建异步void方法

下面的代码可能可以编译，但从设计上来说是有问题的：

public MyService()
{
    LoadDataAsync(); // 危险！
}

private async void LoadDataAsync()
{
    await Task.Delay(1000);
    // 异步逻辑...
}

异步void方法无法被等待，异常可能会未被捕获，而且执行时机也变得不可预测。相反，可以使用以下选项之一：

通过公共的InitAsync()方法使初始化显式化
使用IAsyncInitializer模式
将初始化延迟到第一次调用时进行

如果你需要在对象创建时执行异步逻辑，可以将其作为工厂模式的一部分，或者使用返回Task的静态方法。

技巧5：在可能的情况下，用Span或stackalloc替换StringBuilder

当处理短字符串或固定长度的字符串时，Span和stackalloc可以通过完全避免堆分配来超越StringBuilder的性能：

Span<char> buffer = stackalloc char[16];
bool success = int.TryFormat(12345, buffer, out int charsWritten);
string result = new string(buffer.Slice(0, charsWritten));

这速度极快，并且不会造成内存压力，非常适合格式化数字、生成标识符或进行底层解析。

当你确实需要动态调整大小或处理长生命周期的字符串时，再使用StringBuilder。否则，栈分配的缓冲区通常在性能上更具优势。

每个.NET开发者都有知识盲区，都有我们不加质疑就采用的模式，或者因为看似过于高级或不必要而忽略的语言特性。上述技巧虽然只是小小的改变，但累积起来可能会产生巨大的影响，尤其是在高性能或对内存敏感的应用程序中。

这是这个不断扩展的系列的第一篇文章。在接下来的文章中，我们将继续探讨被忽视的语言特性、隐藏的成本和最佳实践。