C#性能优化实战：让音频处理更流畅

做音频工具开发的都知道，用户对延迟特别敏感。你这边刚点播放，那边卡半秒才出声，体验立马打折扣。最近我在写一个实时音频分析的小工具，用C#写的，一开始跑起来总觉得哪里不对劲——CPU占用忽高忽低，波形刷新还掉帧。后来干脆沉下心来调性能，发现几个关键点，改完之后流畅多了。

少用字符串拼接，尤其在循环里

一开始我习惯性地在日志输出时用+号拼字符串，比如记录每个采样点的时间戳。结果一开10秒的音频，光是日志生成就拖慢了主线程。换成StringBuilder之后，特别是高频操作场景，CPU负载明显下来了。

var sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < samples.Length; i++)
{
    sb.Append("Sample ").Append(i).Append(": ").Append(samples[i]).AppendLine();
}
string log = sb.ToString();

数组访问别总new，对象池用起来

音频处理免不了频繁分配临时数组，比如每次取1024个采样点做FFT。原来我是每次new double[1024]，结果GC压力大得不行，时不时来一次卡顿。后来改用ArrayPool<double>共享缓冲区，GC几乎不怎么动了。

var buffer = ArrayPool<double>.Shared.Rent(1024);
try
{
    // 处理数据
    ProcessAudio(buffer);
}
finally
{
    ArrayPool<double>.Shared.Return(buffer);
}

避免在热点代码里调用LINQ

LINQ写起来是爽，但像Where、Select这种在实时音频回调里用，代价不小。我之前图省事写了个samples.Where(s => s > threshold).Count()，结果每秒跑几百次，性能直接崩了。换成普通for循环，速度立马上来。

用Span<T>减少内存拷贝

处理PCM数据时经常要切片，以前我喜欢用ToArray()截一段出来传进去，结果内存暴涨。后来改用Span<T>，零拷贝操作，不仅快还省内存。特别是在拆解多声道数据的时候特别有用。

Span<short> audioData = GetData();
Span<short> leftChannel = audioData.Slice(0, audioData.Length / 2);
ProcessChannel(leftChannel);

这些改动看起来都不大，但合在一起效果很明显。现在这个小工具跑在老款笔记本上也能实时分析频谱，没再出现卡顿。做音频工具就是这样，用户不在乎你用了多高级的架构，他们只关心播得顺不顺、反应灵不灵。代码跑得稳，才是真本事。