更新:现在有一个“有效”的公认答案。您永远、永远、永远、永远都不应该使用它。 曾经。
首先让我声明我是一名游戏开发者,以此作为我的问题的序言。有一个合法的 - 如果非常不寻常 - 与性能相关的原因想要这样做。
假设我有一个这样的 C# 类:
class Foo
{
public int a, b, c;
public void MyMethod(int d) { a = d; b = d; c = a + b; }
}
没什么好看的。请注意,它是一种仅包含值类型的引用类型。
在托管代码中我想要这样的东西:
Foo foo;
foo = Voodoo.NewInUnmanagedMemory<Foo>(); // <- ???
foo.MyMethod(1);
NewInUnmanagedMemory
函数会是什么样子?如果不能在 C# 中完成,是否可以在 IL 中完成? (或者可能是 C++/CLI?)
基本上:有没有一种方法——无论多么笨拙——将一些完全任意的指针转换为对象引用。而且 - 除了让 CLR 爆炸 - 该死的后果。
(提出我的问题的另一种方式是:“我想为 C# 实现自定义分配器”)
这引出了后续问题:垃圾收集器在面对指向托管内存之外的引用时会做什么(特定于实现,如果需要)?
并且,与此相关,如果 Foo
将引用作为成员字段,会发生什么情况?如果它指向托管内存怎么办?如果它只指向在非托管内存中分配的其他对象怎么办?
最后,如果这是不可能的:为什么?
更新:以下是到目前为止的“缺失部分”:
#1:如何将 IntPtr
转换为对象引用?尽管无法验证 IL(请参阅评论),这可能是可能的。到目前为止,我还没有运气。该框架似乎非常小心地防止这种情况发生。
(能够在运行时获取非 blittable 托管类型的大小和布局信息也很好。同样,框架试图使这成为不可能。)
#2:假设问题一可以解决 - 当 GC 遇到指向 GC 堆之外的对象引用时,它会做什么?它会崩溃吗?安东·泰希,in his answer ,估计会的。考虑到该框架对防止 #1 的谨慎程度,它似乎确实有可能。确认这一点的东西会很好。
(或者,对象引用可以指向 GC 堆内的固定内存。这会有什么不同吗?)
基于此,我倾向于认为这种 hack 想法是不可能的 - 或者至少不值得付出努力。但我很想得到有关 #1 或 #2 或两者的技术细节的答案。
最佳答案
我一直在尝试在非托管内存中创建类。这是可能的,但有一个我目前无法解决的问题 - 你不能将对象分配给引用类型的字段 - 请参阅底部的编辑 - ,所以你可以在您的自定义类中只有结构字段。
这是邪恶的:
using System;
using System.Reflection.Emit;
using System.Runtime.InteropServices;
public class Voodoo<T> where T : class
{
static readonly IntPtr tptr;
static readonly int tsize;
static readonly byte[] zero;
public static T NewInUnmanagedMemory()
{
IntPtr handle = Marshal.AllocHGlobal(tsize);
Marshal.Copy(zero, 0, handle, tsize);
IntPtr ptr = handle+4;
Marshal.WriteIntPtr(ptr, tptr);
return GetO(ptr);
}
public static void FreeUnmanagedInstance(T obj)
{
IntPtr ptr = GetPtr(obj);
IntPtr handle = ptr-4;
Marshal.FreeHGlobal(handle);
}
delegate T GetO_d(IntPtr ptr);
static readonly GetO_d GetO;
delegate IntPtr GetPtr_d(T obj);
static readonly GetPtr_d GetPtr;
static Voodoo()
{
Type t = typeof(T);
tptr = t.TypeHandle.Value;
tsize = Marshal.ReadInt32(tptr, 4);
zero = new byte[tsize];
DynamicMethod m = new DynamicMethod("GetO", typeof(T), new[]{typeof(IntPtr)}, typeof(Voodoo<T>), true);
var il = m.GetILGenerator();
il.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
il.Emit(OpCodes.Ret);
GetO = m.CreateDelegate(typeof(GetO_d)) as GetO_d;
m = new DynamicMethod("GetPtr", typeof(IntPtr), new[]{typeof(T)}, typeof(Voodoo<T>), true);
il = m.GetILGenerator();
il.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
il.Emit(OpCodes.Ret);
GetPtr = m.CreateDelegate(typeof(GetPtr_d)) as GetPtr_d;
}
}
如果您关心内存泄漏,您应该在完成类(class)后始终调用 FreeUnmanagedInstance。 如果你想要更复杂的解决方案,你可以试试这个:
using System;
using System.Reflection.Emit;
using System.Runtime.InteropServices;
public class ObjectHandle<T> : IDisposable where T : class
{
bool freed;
readonly IntPtr handle;
readonly T value;
readonly IntPtr tptr;
public ObjectHandle() : this(typeof(T))
{
}
public ObjectHandle(Type t)
{
tptr = t.TypeHandle.Value;
int size = Marshal.ReadInt32(tptr, 4);//base instance size
handle = Marshal.AllocHGlobal(size);
byte[] zero = new byte[size];
Marshal.Copy(zero, 0, handle, size);//zero memory
IntPtr ptr = handle+4;
Marshal.WriteIntPtr(ptr, tptr);//write type ptr
value = GetO(ptr);//convert to reference
}
public T Value{
get{
return value;
}
}
public bool Valid{
get{
return Marshal.ReadIntPtr(handle, 4) == tptr;
}
}
public void Dispose()
{
if(!freed)
{
Marshal.FreeHGlobal(handle);
freed = true;
GC.SuppressFinalize(this);
}
}
~ObjectHandle()
{
Dispose();
}
delegate T GetO_d(IntPtr ptr);
static readonly GetO_d GetO;
static ObjectHandle()
{
DynamicMethod m = new DynamicMethod("GetO", typeof(T), new[]{typeof(IntPtr)}, typeof(ObjectHandle<T>), true);
var il = m.GetILGenerator();
il.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
il.Emit(OpCodes.Ret);
GetO = m.CreateDelegate(typeof(GetO_d)) as GetO_d;
}
}
/*Usage*/
using(var handle = new ObjectHandle<MyClass>())
{
//do some work
}
我希望它能对你的道路有所帮助。
编辑:找到引用类型字段的解决方案:
class MyClass
{
private IntPtr a_ptr;
public object a{
get{
return Voodoo<object>.GetO(a_ptr);
}
set{
a_ptr = Voodoo<object>.GetPtr(value);
}
}
public int b;
public int c;
}
编辑:更好的解决方案。只需使用 ObjectContainer<object>
而不是 object
等等。
public struct ObjectContainer<T> where T : class
{
private readonly T val;
public ObjectContainer(T obj)
{
val = obj;
}
public T Value{
get{
return val;
}
}
public static implicit operator T(ObjectContainer<T> @ref)
{
return @ref.val;
}
public static implicit operator ObjectContainer<T>(T obj)
{
return new ObjectContainer<T>(obj);
}
public override string ToString()
{
return val.ToString();
}
public override int GetHashCode()
{
return val.GetHashCode();
}
public override bool Equals(object obj)
{
return val.Equals(obj);
}
}
关于c# - 如何在非托管内存中实例化 C# 类? (可能的?),我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/10800063/