.NET 10 Performance: SearchValues

In .NET 8 führte Microsoft SearchValues<T> ein, einen spezialisierten Typ, der die Suche nach einer Menge von Werten (etwa Bytes oder chars) innerhalb eines Spans optimierte. Er vektorisierte die Suche und machte sie deutlich schneller als IndexOfAny.

In .NET 10 wurde diese Leistungsfähigkeit auf Strings erweitert. SearchValues<string> ermöglicht es Ihnen, mehrere Teilstrings gleichzeitig mit beeindruckender Performance zu suchen.

Der Anwendungsfall: Parsing und Filterung

Stellen Sie sich vor, Sie schreiben einen Parser oder einen Sanitizer, der prüfen muss, ob ein Text Wörter oder Tokens aus einer bestimmten Sperrliste enthält.

Der alte Weg (langsam)

private static readonly string[] Forbidden = { "drop", "delete", "truncate" };

public bool ContainsSqlInjection(ReadOnlySpan<char> input)
{
    foreach (var word in Forbidden)
    {
        if (input.Contains(word, StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
            return true;
    }
    return false;
}

Das ist O(N * M), wobei N die Eingabelänge und M die Anzahl der Wörter ist. Der String wird wiederholt durchsucht.

Der neue Weg: SearchValues

Mit .NET 10 können Sie die Suchstrategie vorab berechnen.

using System.Buffers;

// 1. Create the optimized searcher (do this once, statically)
private static readonly SearchValues<string> SqlTokens = 
    SearchValues.Create(["drop", "delete", "truncate"], StringComparison.OrdinalIgnoreCase);

public bool ContainsSqlInjection(ReadOnlySpan<char> input)
{
    // 2. Search for ANY of them in one pass
    return input.ContainsAny(SqlTokens);
}

Auswirkung auf die Leistung

Unter der Haube analysiert SearchValues.Create die Muster.

• Wenn sie gemeinsame Präfixe teilen, baut es eine Trie-ähnliche Struktur auf.
• Es verwendet Aho-Corasick- oder Teddy-Algorithmen je nach Musterdichte.
• Es nutzt SIMD (AVX-512), um mehrere Zeichen parallel zu vergleichen.

Bei einer Menge von 10 bis 20 Schlüsselwörtern kann SearchValues 50-mal schneller sein als eine Schleife oder eine Regex.

Position finden

Sie sind nicht auf eine boolesche Prüfung beschränkt. Sie können herausfinden, wo die Übereinstimmung aufgetreten ist:

int index = input.IndexOfAny(SqlTokens);
if (index >= 0)
{
    Console.WriteLine($"Found distinct token at index {index}");
}

Zusammenfassung

SearchValues<string> in .NET 10 bringt leistungsstarke Textsuche in den Mainstream, ohne externe Bibliotheken zu erfordern. Wenn Sie Textverarbeitung, Log-Analyse oder Sicherheitsfilterung betreiben, ersetzen Sie Ihre foreach-Schleifen sofort durch SearchValues.