c# 编写高并发代码时，如何平衡性能和可读性

用 ValueTask 替代 Task 可避免堆分配，但仅限同步完成路径且不跨 await 边界重用；错误使用会抛 InvalidOperationException；应优先用于高频内部方法，公共 API 慎用，需复用时转 Task，禁用 ConfigureAwait(false)。

用 ValueTask 替代 Task 时要注意同步完成路径

同步返回的异步方法（比如缓存命中、参数校验失败）用 ValueTask 能避免堆分配，但前提是不跨 await 边界重用或暴露给外部。常见错误是把 ValueTask 存进字段、传给非 await 上下文（如 ContinueWith），或在未 await 前多次 await —— 这会抛 InvalidOperationException: "ValueTask may only be awaited once"。

实操建议：

• 只在 hot path（如高频 API 入口、内存缓存读取）中对确定「大概率同步完成」的方法用 ValueTask
• 避免在公共 API 返回 ValueTask，除非你完全控制调用方行为；内部方法可放宽
• 若需复用或延迟 await，先转成 Task：

  var task = valueTask.AsTask();

• 别用 ValueTask.ConfigureAwait(false) —— 它不存在，必须先转 Task

异步流处理优先选 IAsyncEnumerable，但别在循环里开新 async 方法

IAsyncEnumerable 是 C# 8+ 处理高并发数据流（如分页查库、实时日志推送）的自然选择，但它本身不解决并发度控制。常见陷阱是写成这样：

await foreach (var item in GetItemsAsync()) // 每次 yield 都可能触发一次 DB 查询 {await ProcessItemAsync(item); // 串行执行，吞吐掉一半 }

正确做法是用 Task.WhenAll 控制并发批次，同时保持流式内存友好：

• 用 BufferBlock（来自 System.Threading.Tasks.Dataflow）做生产者 - 消费者解耦
• 限制并行度：用 Parallel.ForEachAsync（.NET 6+）并设 MaxDegreeOfParallelism
• 若仍用 await foreach，提前批量化：var batch = items.Take(100).ToList()，再 Task.WhenAll(batch.Select(ProcessItemAsync))

锁不是唯一瓶颈，ConcurrentDictionary 和 ImmutableArray 往往更轻量

高并发下盲目加 lock 或 Monitor 容易成为争用 热点 ，尤其在短临界区（如更新计数器、查缓存）。ConcurrentDictionary 的 GetOrAdd 和 AddOrUpdate 是 无锁 设计，比手动 lock + Dictionary 快 3–5 倍（实测 .NET 6+）。

但要注意：

• ConcurrentDictionary 的枚举不是线程安全快照，遍历时可能漏项或重复；需要完整快照就用 ToArray()
• 高频小对象拼接（如日志上下文构建）用 ImmutableArray.Builder 比 List + lock 更省 GC
• 纯读多写少场景，考虑 Lazy + ConcurrentDictionary 组合，避免重复初始化

可读性妥协点要显式标注，比如用 [SkipLocalsInit] 或内联 Span

极致性能优化（如零分配序列化、Socket 缓冲区复用）必然牺牲可读性。这时别藏技巧，用编译器特性或注释明确意图：

• 用 [SkipLocalsInit] 省掉 栈上数组初始化开销，但必须确保所有分支都赋值，否则行为未定义
• 字符串解析 优先用 ReadOnlySpan + Span，避免 Encoding.UTF8.GetBytes(str) 分配；但只在 hot path 用，普通逻辑保持 string
• 在方法名或 XML 注释里写清权衡：“// ⚠️ 零分配，但要求 input.Length

最难的不是写出高性能代码，而是让半年后的自己或同事一眼看出哪行是“为吞吐让步”，哪行是“真不能动”。可读性和性能冲突时，边界一定要划清楚——模糊地带最容易出偶发超时或内存泄漏。