将大量数据从Rust FFI库返回给C＃调用者的最快方法是什么？

Question

我正在使用.NET C＃开发一个程序，它通过Rust FFI调用我自己的Rust库，使用extern C关键字并由DllImport加载。

我这样做是因为我想将复杂的计算委托给Rust。在从Rust库处理之后，预计会将大量数据返回给C＃。当在C＃中使用时，这些数据应该是List<MyDataRecord>。

然后我的问题是：

1. 来自Rust，传递这些数据的最佳方法是什么？通过指向一个排列成结构数组的内存块的指针？
2. C＃如何找回这样的内存块指针？这里有线程安全问题吗？
3. 如何在C＃中快速将此类内存数据块转换为List<MyDataRecord>？

Answer 1

我们需要回答的第一个问题是：谁将负责分配和释放内存？如果您事先知道将返回多少元素，那么您可以使用C＃代码或Rust代码分配内存。如果您事先不知道将返回多少元素，那么您有两个选项：1）让C＃代码询问Rust代码将返回多少元素（如果可能），然后从C＃分配内存; 2）让Rust代码分配内存。如果从C＃（例如托管阵列）分配托管内存，则可以让垃圾收集器释放内存。如果从C＃或Rust分配非托管内存，则必须使用正确的函数来释放内存。如果使用Rust的默认内存分配器，Rust代码将需要提供释放内存的功能。请记住，生成结果的Rust代码需要显式“泄漏”数组/ Vec，否则你的函数会在返回之前释放内存！

您会发现很难将.NET的List<T>类型与非托管代码一起使用。你应该使用数组。

要考虑的另一个重要方面是struct的布局。您必须将#[repr(C)]添加到Rust结构中，并将[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]或[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]（取决于结构中的类型）添加到C＃结构中，以确保双方都布置结构在内存中以相同的方式使用字段。

在C＃代码中为Rust函数定义DllImport时，可以使用MarshalAs attribute注释参数和返回值，以告诉.NET运行时参数和返回值如何应该整理或解组。特别是，UnmanagedType enumeration有LPArray成员可能对您的情况有所帮助，但请注意it uses CoTaskMemAlloc and CoTaskMemFree to manage memory。如果Rust代码负责分配内存，您还可以通过将指针定义为IntPtr并使用Marshal.PtrToStructure解组结构并Marshal.SizeOf将指针偏移到指针来手动执行解编。下一个元素。