Вопрос
Я переношу приложение C на С#. Приложение C вызывает множество функций из сторонней DLL, поэтому я написал P/Invoke для этих функций на С#. Некоторые из этих функций C выделяют данные, которые я должен использовать в приложении С#, поэтому я использовал IntPtr
's, Marshal.PtrToStructure
и Marshal.Copy
, чтобы скопировать собственные данные (массивы и структуры) в управляемые переменные.
К сожалению, приложение С# оказалось намного медленнее, чем версия C. Быстрый анализ производительности показал, что вышеупомянутое копирование данных на основе маршалинга является узким местом. Я планирую ускорить код С#, переписывая его, чтобы вместо этого использовать указатели.. Поскольку у меня нет опыта работы с небезопасным кодом и указателями на С#, мне нужно мнение экспертов относительно следующих вопросы
- Каковы недостатки использования кода и указателей
unsafe
вместоIntPtr
иMarshal
ing? Например, это более опасно (каламбур) каким-либо образом? Люди, похоже, предпочитают маршалинг, но я не знаю, почему. - Является ли использование указателей для P/Invoking действительно быстрее, чем использование маршалинга? Сколько можно ожидать ускорения? Я не мог найти тестов для этого.
Пример кода
Чтобы сделать ситуацию более ясной, я взломал небольшой примерный код (реальный код намного сложнее). Я надеюсь, что этот пример показывает, что я имею в виду, когда говорю о "небезопасном коде и указателях" против "IntPtr и маршал".
Библиотека C (DLL)
MyLib.h
#ifndef _MY_LIB_H_
#define _MY_LIB_H_
struct MyData
{
int length;
unsigned char* bytes;
};
__declspec(dllexport) void CreateMyData(struct MyData** myData, int length);
__declspec(dllexport) void DestroyMyData(struct MyData* myData);
#endif // _MY_LIB_H_
MyLib.c
#include <stdlib.h>
#include "MyLib.h"
void CreateMyData(struct MyData** myData, int length)
{
int i;
*myData = (struct MyData*)malloc(sizeof(struct MyData));
if (*myData != NULL)
{
(*myData)->length = length;
(*myData)->bytes = (unsigned char*)malloc(length * sizeof(char));
if ((*myData)->bytes != NULL)
for (i = 0; i < length; ++i)
(*myData)->bytes[i] = (unsigned char)(i % 256);
}
}
void DestroyMyData(struct MyData* myData)
{
if (myData != NULL)
{
if (myData->bytes != NULL)
free(myData->bytes);
free(myData);
}
}
Приложение C
main.c
#include <stdio.h>
#include "MyLib.h"
void main()
{
struct MyData* myData = NULL;
int length = 100 * 1024 * 1024;
printf("=== C++ test ===\n");
CreateMyData(&myData, length);
if (myData != NULL)
{
printf("Length: %d\n", myData->length);
if (myData->bytes != NULL)
printf("First: %d, last: %d\n", myData->bytes[0], myData->bytes[myData->length - 1]);
else
printf("myData->bytes is NULL");
}
else
printf("myData is NULL\n");
DestroyMyData(myData);
getchar();
}
Приложение С#, которое использует IntPtr
и Marshal
Program.cs
using System;
using System.Runtime.InteropServices;
public static class Program
{
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
private struct MyData
{
public int Length;
public IntPtr Bytes;
}
[DllImport("MyLib.dll")]
private static extern void CreateMyData(out IntPtr myData, int length);
[DllImport("MyLib.dll")]
private static extern void DestroyMyData(IntPtr myData);
public static void Main()
{
Console.WriteLine("=== C# test, using IntPtr and Marshal ===");
int length = 100 * 1024 * 1024;
IntPtr myData1;
CreateMyData(out myData1, length);
if (myData1 != IntPtr.Zero)
{
MyData myData2 = (MyData)Marshal.PtrToStructure(myData1, typeof(MyData));
Console.WriteLine("Length: {0}", myData2.Length);
if (myData2.Bytes != IntPtr.Zero)
{
byte[] bytes = new byte[myData2.Length];
Marshal.Copy(myData2.Bytes, bytes, 0, myData2.Length);
Console.WriteLine("First: {0}, last: {1}", bytes[0], bytes[myData2.Length - 1]);
}
else
Console.WriteLine("myData.Bytes is IntPtr.Zero");
}
else
Console.WriteLine("myData is IntPtr.Zero");
DestroyMyData(myData1);
Console.ReadKey(true);
}
}
Приложение С#, которое использует unsafe
код и указатели
Program.cs
using System;
using System.Runtime.InteropServices;
public static class Program
{
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
private unsafe struct MyData
{
public int Length;
public byte* Bytes;
}
[DllImport("MyLib.dll")]
private unsafe static extern void CreateMyData(out MyData* myData, int length);
[DllImport("MyLib.dll")]
private unsafe static extern void DestroyMyData(MyData* myData);
public unsafe static void Main()
{
Console.WriteLine("=== C# test, using unsafe code ===");
int length = 100 * 1024 * 1024;
MyData* myData;
CreateMyData(out myData, length);
if (myData != null)
{
Console.WriteLine("Length: {0}", myData->Length);
if (myData->Bytes != null)
Console.WriteLine("First: {0}, last: {1}", myData->Bytes[0], myData->Bytes[myData->Length - 1]);
else
Console.WriteLine("myData.Bytes is null");
}
else
Console.WriteLine("myData is null");
DestroyMyData(myData);
Console.ReadKey(true);
}
}