Question

非托管和托管内存区域

我正在尝试从C库中执行非托管代码。其中一个方法将void*作为参数，但在引擎盖下它被强制转换为nc_vlen_t类型的结构

nc_vlen_t的

结构

/** This is the type of arrays of vlens. */
typedef struct {
    size_t len; /**< Length of VL data (in base type units) */
    void *p;    /**< Pointer to VL data */
} nc_vlen_t;

执行该方法是正确的并且它有效，我更关心托管和非托管内存区域的固定和安全处理。我希望尽可能确定我不会导致内存泄漏或SEGFAULT。我编写了一个结构，当我执行C库方法调用时，它将与nc_vlen_t进行编组。

C＃struct

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct VlenStruct {
    public Int32 len;
    public IntPtr p; // Data 
}

结构由size_t组成，表示数组长度，数据为void *。在库内部，它具有允许它将（void *）转换为适当的数字类型的属性，到目前为止我已经取得了很大的成功。

我想要了解的是处理内存区域的最佳方法。在阅读了一些文章和其他SO问题之后，这是我最好的 guess 以了解如何处理它。我有一个类作为仲裁器，用于创建和管理结构及其内存。我依靠析构函数来释放句柄，这将解锁数组，以便GC可以完成它的工作。

C＃Vlen Helper

public class Vlen {
    private GCHandle handle;
    private VlenStruct vlen_t;

    public Vlen() {
        isNull = true;
    }

    public Vlen(Array t) {
        isNull = false;
        handle = GCHandle.Alloc(t, GCHandleType.Pinned); // Pin the array
        vlen_t.len = t.Length;
        vlen_t.p = Marshal.UnsafeAddrOfPinnedArrayElement(t, 0); // Get the pointer for &t[0]
    }
    ~Vlen() {
        if(!isNull) {
            handle.Free(); // Unpin the array
        }
    }

    public VlenStruct ToStruct() {
        VlenStruct retval = new VlenStruct();
        retval.len = vlen_t.len;
        retval.p = vlen_t.p;
        return retval;
    }

    private bool isNull;
}

C方法声明

    //int cmethod(const int* typep, void *data)
    //  cmethod copies the array contents of the vlen struct to a file
    //  returns 0 after successful write
    //  returns -1 on fail
    [DllImport("somelib.dll", CharSet = CharSet.Ansi, SetLastError = true, ExactSpelling = true, CallingConvention=CallingConvention.Cdecl)]
    public static extern Int32 cmethod(ref Int32 typep, ref VlenStruct data);

如果我使用这个类来创建结构，那么在这种情况下调用C库之前GC可能会清理数组：

C＃用例

{ 
    double[] buffer vlenBuffer = new double[] { 0, 12, 4};
    Vlen data = new Vlen(vlenBuffer); // The instance now pins buffer
    VlenStruct s = data.ToStruct()
    Int32 type = VLEN_TYPE;  
    cmethod(ref type, ref s);
}

是否可以清除data实例，从而取消buffer，这可能会在执行外部库方法时导致不可预测的行为？

Answer 1

是的，你肯定有问题。就抖动而言，您的数据的生命周期为＆＃34;对象在ToStruct（）方法返回之前结束。检查this answer原因。这允许终结器在您的非托管代码运行时运行。哪个取消你的阵列。它实际上需要另一个垃圾收集来破坏非托管代码使用的数据。非常罕见，但并非不可能。您也不可能得到例外，只是随机数据损坏。

一种解决方法是将Vlen对象的生命周期延长到调用之外，如下所示：

Vlen data = ...
...
cmethod(ref type, ref s);
GC.KeepAlive(data);

哪个有效，但没有赢得任何奖品，容易忘记。我会这样做：

public static void CallHelper<T>(int type, T[] data) {
    var hdl = GCHandle.Alloc(data, GCHandleType.Pinned);
    try {
        var vlen = new nc_vlen();
        vlen.len = data.Length;
        vlen.data = hdl.AddrOfPinnedObject();
        cmethod(ref type, ref vlen);
    }
    finally {
        hdl.Free();
    }
}

用法：

var arr = new int[] { 1, 2, 3 };
CallHelper(42, arr);

除了避免早期收集问题之外，还要尽可能缩短阵列固定。请注意，此函数的第一个参数上的 ref 非常奇怪，您不希望此函数改变数据类型。

安全和正确的结构编组