Question

我有一个非托管库，其功能如下：

type* foo();

foo基本上是通过type在托管堆上分配非托管Marshal.AllocHGlobal的实例。

我有type的托管版本。它不是可蓝变的，但我在成员上设置了MarshalAs属性，因此我可以使用Marshal.PtrToStructure来获取它的托管版本。但是必须将对foo的调用进行包装，并额外记帐才能调用Marshal.PtrToStructure，这有点烦人。

我希望能够在C＃端执行以下操作：

[DllImport("mylib", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
[return: MarshalAs(UnmanagedType.LPStruct)]
type* foo();

，并让C＃的编组在后台处理转换，就像对函数参数所做的那样。我认为我应该能够这样做，因为type已分配在托管堆上。但是也许我不能？有什么方法可以让C＃的内置编组为我处理返回类型上从非托管到托管的转换，而无需手动调用Marshal.PtrToStructure？

Answer 1

如果在.NET方面将type声明为类而不是结构，则自定义封送拆收器会正常工作。 UnmanagedType enumeration中明确指出：

指定与 MarshalAsAttribute.MarshalType或MarshalAsAttribute.MarshalTypeRef 领域。 MarshalAsAttribute.MarshalCookie字段可用于传递有关自定义封送拆收器的其他信息。 您可以使用此任何参考类型的会员。

这里有一些示例代码应该可以正常工作

[[DllImport("mylib", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
[return : MarshalAs(UnmanagedType.CustomMarshaler, MarshalTypeRef= typeof(typeMarshaler))]
private static extern type Foo();

private class typeMarshaler : ICustomMarshaler
{
    public static readonly typeMarshaler Instance = new typeMarshaler();

    public static ICustomMarshaler GetInstance(string cookie) => Instance;

    public int GetNativeDataSize() => -1;

    public object MarshalNativeToManaged(IntPtr nativeData) => Marshal.PtrToStructure<type>(nativeData);

    // in this sample I suppose the native side uses GlobalAlloc (or LocalAlloc)
    // but you can use any allocation library provided you use the same on both sides
    public void CleanUpNativeData(IntPtr nativeData) => Marshal.FreeHGlobal(nativeData);

    public IntPtr MarshalManagedToNative(object managedObj) => throw new NotImplementedException();
    public void CleanUpManagedData(object managedObj) => throw new NotImplementedException();
}

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
class type
{
    /* declare fields */
};

当然，将非托管结构声明更改为类可能会产生深层影响（这可能并不总是会引起编译时错误），特别是如果您有很多现有代码的话。

另一种解决方案是使用Roslyn解析代码，提取所有类似Foo的方法，并为每个方法生成一个附加的.NET方法。我会这样做。

Answer 2

type* foo()

这是非常的尴尬函数签名，很难在C或C ++程序中正确使用，并且在您单击时不会变得更好。内存管理是最大的问题，您想与编写此代码的程序员合作以使其更好。

您的首选签名应类似于int foo(type* arg, size_t size)。换句话说，调用者提供了内存，并由本机函数填充了内存。 size 参数是必需的，以避免内存损坏，这是当 type 的版本更改并获取时所必需的。更大。通常包含为 type 字段。 int 返回值对于返回错误代码很有用，因此您可以正常地失败。除了使其安全之外，它还更加有效，因为根本不需要分配内存。您只需传递局部变量即可。

...通过Marshal.AllocHGlobal在托管堆上分配非托管类型的实例

否，这是内存管理假设变得非常危险的地方。从来没有托管堆，本机代码无法调用CLR。而且，您不能假设它使用了Marshal.AllocHGlobal（）的等效项。本机代码通常使用malloc（）分配存储，用于分配的堆是其链接的CRT的实现细节。仅保证CRT的free（）函数可靠地释放它。您不能自己调用free（）。跳到底部查看为什么AllocHGlobal（）看起来正确。

有一些函数签名会强制调用pinvoke marshaller释放内存，这是通过调用Marshal.FreeCoTaskMem（）来实现的。请注意，这不等同于Marshal.AllocHGlobal（），它使用了一个不同的堆。假定编写本机代码以很好地支持互操作并且使用了CoTaskMemAlloc（），它使用了专用于COM互操作的堆。

它不是可蓝调的，但我设置了MarshalAs属性...

这是棘手的细节，解释了为什么必须使它尴尬。 Pinvoke编组器不希望解决此问题，因为它必须封送副本，并且自动释放对象及其成员的存储空间的风险太大。使用[MarshalAs]是不必要的，并且不会使代码更好，只需将返回类型更改为IntPtr。准备传递给Marshal.PtrToStructure（）以及您需要的任何内存释放功能。

我必须谈论Marshal.AllocHGlobal（）似乎正确的原因。它过去不是，但是在最近的Windows和VS版本中已更改。 Win8和VS2012中发生了很大的设计更改。操作系统不再创建Marshal.AllocHGlobal和Marshal.AllocCoTaskMem从中分配的单独堆。现在它是一个堆，默认为进程堆（GetProcessHeap（）返回它）。 VS2012附带的CRT进行了相应的更改，它现在还使用GetProcessHeap（）而不是使用HeapCreate（）创建自己的堆。

很大的变化，尚未广泛宣传。微软对此并没有发布任何动机，我认为基本原因是WinRT（又名UWP），大量的内存管理难题以使C ++，C＃和Javascript代码无缝协作。这对于每个必须编写互操作代码的人来说都非常方便，您现在可以假设Marshal.FreeHGlobal（）完成了工作。或像pinvoke marshaller一样使用Marshal.FreeCoTaskMem（）。或像本机代码将使用的free（）一样，不再有任何区别。

但这也是一个巨大的风险，当您的开发机器上的代码运行良好并且必须在Win7上进行重新测试时，您不能再假定该代码没有错误。如果您猜错发布函数，则会收到AccessViolationException。更糟糕的是，如果还必须支持XP或Win2003，则完全不会崩溃，但是会无声地泄漏内存。这种情况很难解决，因为如果不更改本机代码就无法继续前进。最好早点做。

C＃元帅非托管指针返回类型

2 个答案: