与不安全的代码一起使用时,ref有多安全?

时间:2016-01-15 02:11:56

标签: c# unsafe

使用Microsoft Visual C#2010,我最近注意到您可以通过引用将对象传递给非托管代码。所以我的任务是尝试编写一些非托管代码,使用回调托管代码将C ++ char *转换为C#字符串。我做了两次尝试。

尝试1:调用存储ref参数的非托管函数。然后,一旦该函数返回到托管代码,调用另一个非托管函数,该函数调用将char *转换为托管字符串的回调函数。

C++
typedef void (_stdcall* CallbackFunc)(void* ManagedString, char* UnmanagedString);

CallbackFunc UnmanagedToManaged = 0;
void* ManagedString = 0;

extern "C" __declspec(dllexport) void __stdcall StoreCallback(CallbackFunc X) {
    UnmanagedToManaged = X;
}
extern "C" __declspec(dllexport) void __stdcall StoreManagedStringRef(void* X) {
    ManagedString = X;
}
extern "C" __declspec(dllexport) void __stdcall CallCallback() {
    UnmanagedToManaged(ManagedString, "This is an unmanaged string produced by unmanaged code");
}

C#
[DllImport("Name.dll", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
public static extern void StoreCallback(CallbackFunc X);
[DllImport("Name.dll", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
public static extern void StoreManagedStringRef(ref string X);
[DllImport("Name.dll", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
public static extern void CallCallback();

[UnmanagedFunctionPointer(CallingConvention.StdCall)]
public delegate void CallbackFunc(ref string Managed, IntPtr Native);

static void Main(string[] args) {
    string a = "This string should be replaced";

    StoreCallback(UnmanagedToManaged);
    StoreManagedStringRef(ref a);
    CallCallback();
}

static void UnmanagedToManaged(ref string Managed, IntPtr Unmanaged) {
    Managed = Marshal.PtrToStringAnsi(Unmanaged);
}

尝试2:将字符串ref传递给将字符串ref传递给托管回调的非托管函数。

C++
typedef void (_stdcall* CallbackFunc)(void* ManagedString, char* UnmanagedString);

CallbackFunc UnmanagedToManaged = 0;

extern "C" __declspec(dllexport) void __stdcall StoreCallback(CallbackFunc X) {
    UnmanagedToManaged = X;
}
extern "C" __declspec(dllexport) void __stdcall DoEverything(void* X) {
    UnmanagedToManaged(X, "This is an unmanaged string produced by unmanaged code");
}

C#
[DllImport("Name.dll", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
public static extern void StoreCallback(CallbackFunc X);
[DllImport("Name.dll", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
public static extern void DoEverything(ref string X);

[UnmanagedFunctionPointer(CallingConvention.StdCall)]
public delegate void CallbackFunc(ref string Managed, IntPtr Unmanaged);

static void Main(string[] args) {
    string a = "This string should be replaced";

    StoreCallback(UnmanagedToManaged);
    DoEverything(ref a);
}

static void UnmanagedToManaged(ref string Managed, IntPtr Unmanaged) {
    Managed = Marshal.PtrToStringAnsi(Unmanaged);
}

尝试1不起作用,但尝试2起作用。在尝试1中,似乎只要在存储ref之后非托管代码返回,ref就变为无效。为什么会这样?

鉴于尝试1的结果,我怀疑尝试2是否可行。那么,当与非托管代码一起使用时,代码的非托管端是否安全?或者换句话说,在使用ref时,什么在非托管代码中不起作用?

我想知道的是:

使用ref将代码传递给非托管代码时究竟会发生什么?

当在非托管代码中使用ref时,它是否保证对象将保留在内存中的当前位置?

在非托管代码中,ref(我不能用ref做什么)有什么限制?

1 个答案:

答案 0 :(得分:1)

关于p / invoke如何工作的完整讨论超出了Stack Overflow Q& A的适当范围。但简单地说:

在您的两个示例中,您实际上都是将托管变量的地址传递给非托管代码。 p / invoke层包括编组逻辑,用于将托管数据转换为非托管代码可用的内容,然后在非托管代码返回时进行转换。

在这两个示例中,p / invoke层必须创建一个中间对象以用于编组。在第一个示例中,当您再次调用非托管代码时,此对象已消失。当然,在第二个例子中,它并非如此,因为所有的工作都是一次性完成的。

我相信你的第二个例子应该是安全的。也就是说,p / invoke层足够智能,可以在这种情况下正确处理ref。第一个例子是不可靠的,因为p / invoke被滥用,而不是因为ref参数的任何基本限制。


还有几点:

  • 我不会使用“#34;不安全”这个词。这里。是的,调用非托管代码在某些方面是不安全的,但在C#"不安全"具有非常具体的含义,与使用unsafe关键字有关。我在代码示例中看不到任何实际使用unsafe
  • 的内容
  • 在这两个示例中,您都有一个与使用传递给非托管代码的委托相关的错误。特别是,虽然p / invoke层可以将托管委托引用转换为非托管代码可以使用的函数指针,但它并不了解委托对象的生存期。它会使对象保持足够长的时间以使p /被调用的方法调用完成,但是如果你需要它比它更长寿(就像这里的情况那样),你需要自己做。例如,对您已存储引用的变量使用GC.KeepAlive()。 (您可以通过在调用GC.Collect()和稍后调用将使用函数指针的非托管代码之间插入对StoreCallback()的调用来重现崩溃。