如何优化String.ToCharArray内存？

//.netframework2.0
publicunsafechar[]ToCharArray()
...{
intnum1=this.Length;
char[]chArray1=newchar[num1];
if(num1>0)
...{
fixed(char*chRef1=&this.m_firstChar)
...{
//使用fixed，防止gc执行垃圾回收后移动堆上的对象而造成无效指针
fixed(char*chRef2=chArray1)
...{
string.wstrcpyPtrAligned(chRef2,chRef1,num1);
chRef1=null;
}
}
}
returnchArray1;
}

privatestaticunsafevoidwstrcpyPtrAligned(char*dmem,char*smem,intcharCount)
...{
while(charCount>=8)//四重展开
...{
*((int*)dmem)=*((uint*)smem);//拷贝32bit
*((int*)(dmem+2))=*((uint*)(smem+2));
*((int*)(dmem+4))=*((uint*)(smem+4));
*((int*)(dmem+6))=*((uint*)(smem+6));
dmem+=8;
smem+=8;
charCount-=8;
}
if((charCount&4)!=0)
...{
*((int*)dmem)=*((uint*)smem);
*((int*)(dmem+2))=*((uint*)(smem+2));
dmem+=4;
smem+=4;
}
if((charCount&2)!=0)
...{
*((int*)dmem)=*((uint*)smem);
dmem+=2;
smem+=2;
}
if((charCount&1)!=0)
...{
dmem[0]=smem[0];
}
}

ToCharArray中使用了fixed来防止gc执行垃圾回收后移动托管堆上的对象。托管堆的工作方式类似于栈，在某种程度上，连续的对象会在内存紧挨的位置放置，这样很容易使用指向下一个空闲存储单元的堆指针，来确定下一个对象的位置。在gc回收不再引用的对象所占用的内存后，现存对象在内存的位置可能不再连续，此时gc会把所有对象移动到托管堆的端部，在次形成一个连续的块。当然，在移动对象时，这些对象的所有引用都需要用正确的新地址来更新。gc的这个压缩操作时托管的堆与非托管堆的区别所在。使用托管堆，就只需要读取堆指针的值即可，而不是搜索链接地址列表，来查找一个地方放置新对象。因此在.net下实例化对象要快得多。
使用了fixed后，在fixed块语句内指针所指向的对象将不会在托管堆上移动，从而保证wstrcpyPtrAligned方法中的指正都指向正确的内存地址。

wstrcpyPtrAligned方法中也用几点内存优化技巧(《代码优化规则》摘录了更多的技巧)：
1. *((int*) targetAddress) = *((uint*) originalAddress);
将执行char的指针转换成指向int/uint的指针，从而实现每次读取32bit的数据。

2. while (charCount >= 8){}
按四重展开循环。流水线型CPU对分支语句表现出过度敏感，从而降低了分支语句的执行速度（循环语句也是一种分支语句）。可以把CPU比作赛跑选手，把代码比作跑道，选手会在每个弯道（分支语句）处减速。循环展开有助于减少分支，从而减少运行时间。一般按4/8/16重展开，再继续展开的话，优化效果可以忽略，而书写的代码量大，CPU的Cache也容不下这个庞然大物。--《代码优化：有效使用内存》

3.*((int*) dmem) = *((uint*) smem);
*((int*) (dmem + 2)) = *((uint*) (smem + 2));
*((int*) (dmem + 4)) = *((uint*) (smem + 4));
*((int*) (dmem + 6)) = *((uint*) (smem + 6));
dmem += 8;
smem += 8;
前面四条语句都是根据dmen/smen+X来定位地址，消除了语句之间的数据相关性。如果写成下面这样：
*((int*) dmem) = *((uint*) smem);
dmem += 2; smem += 2;
*((int*) dmem) = *((uint*) smem);
dmem += 2; smem += 2;
*((int*) dmem) = *((uint*) smem);
dmem += 2; smem += 2;
*((int*) dmem) = *((uint*) smem);
dmem += 2; smem += 2;
这种写法不但增加了代码量，而且还降低了指令执行的并发度。

另外，.net framework 1.1中的ToCharArray()的实现与2.0版本中的有所不同,下面是ToCharArray方法的源码:

//.netframework1.1
publicchar[]ToCharArray()
...{
returnthis.ToCharArray(0,this.Length);
}

publicchar[]ToCharArray(intstartIndex,intlength)
...{
if(((startIndex<0)||(startIndex>this.Length))||(startIndex>(this.Length-length)))
...{
thrownewArgumentOutOfRangeException("startIndex",Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_Index"));
}
if(length<0)
...{
thrownewArgumentOutOfRangeException("length",Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_Index"));
}
char[]chArray1=newchar[length];
this.InternalCopyTo(startIndex,chArray1,0,length);
returnchArray1;
}

[MethodImpl(MethodImplOptions.InternalCall)]
internalexternvoidInternalCopyTo(intsourceIndex,char[]destination,intdestinationIndex,intcount);