C++/C# 互操作中的内存映射和 P/Invoke 性能

Posted 2023-02-22

【中文标题】C++/C# 互操作中的内存映射和 P/Invoke 性能

【英文标题】：Memory mapping and P/Invoke performance in C++/C# interop

【发布时间】：2016-12-09 18:49:26

【问题描述】：

不久前我开发了一些 dll，以便 P/Invoke 从 C++ dll 到 C# 的一些东西。但是，我在硬实时环境中工作，P/Invoke 被证明太慢而无法执行某些操作。

所以我发现内存映射是一种（据说）更快的 P/Invoke 替代方案，并且在我的测试期间，C++ 方面看起来并不太简陋：

#include "stdafx.h"

#define BUF_SIZE 256
TCHAR szName[] = TEXT("MyFileMappingObject");
char* pcTest = "Message from C++";

int _tmain()

    HANDLE hMapFile;
    LPCTSTR pBuf;

    hMapFile = CreateFileMapping(
                INVALID_HANDLE_VALUE,
                NULL,
                PAGE_READWRITE,
                0,
                BUF_SIZE,
                szName);

    if (hMapFile == NULL) 
        _tprintf(TEXT("Could not create file mapping object (%d).\n"), GetLastError());
        return 1;
    

    pBuf = (LPTSTR)MapViewOfFile(
                hMapFile,
                FILE_MAP_ALL_ACCESS,
                0,
                0,
                BUF_SIZE);

    if (pBuf == NULL) 
        _tprintf(TEXT("Could not map view of file (%d).\n"), GetLastError());
        CloseHandle(hMapFile);
        return 1;
    

    CopyMemory((PVOID)pBuf, pcTest, (strlen(pcTest) * sizeof(char*)));

    std::cin.get(); 

    UnmapViewOfFile(pBuf);
    CloseHandle(hMapFile);

    return 0;

我从这里改编了代码：

https://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/desktop/aa366551(v=vs.85).aspx

这里是 C# 方面：

    static void Main(string[] args)
    
        MemoryMappedFile pagedMemoryMap = MemoryMappedFile.OpenExisting("MyFileMappingObject", MemoryMappedFileRights.FullControl);

        using (MemoryMappedViewAccessor fileMap = pagedMemoryMap.CreateViewAccessor())
        
            var array = new byte[256];
            fileMap.ReadArray(0, array, 0, 16); //Take notice on this line
            var text = Encoding.ASCII.GetString(array);
            Console.WriteLine(text);
        

        Console.ReadKey();
    

它按预期工作，但这里有一个问题：ReadArray 方法中字节数组长度的固定大小。我想我必须将实际应用程序中实际字符串的长度写入不同的共享，然后用它来读取字符串值，但这似乎太麻烦了。考虑到我在实际应用程序中从 C++ 中实际读取的是结构数组（大部分仅包含字符串），我是否会从内存映射中获得任何收益，性能方面？我没有任何用可能没有预期结果的替代方案来膨胀稳定代码（尽管速度很慢）的意图，那么这种方法有什么真正的好处吗？有更好的选择吗？

【问题讨论】：

C# 不适合硬实时环境。垃圾收集器会错过你的时间。事实上，Windows 不适合硬实时环境，因为分页和中断处理会错过您的时间。软实时/接近实时是另一回事。

当然，我们不打算采用 1:1 的比例。 C# 部分仅用于可视化，并且值会不断快速地更新，即使我们错过了更高级别的一些更新也没关系。然而，使用软实时仿真器运行一切都很好，但是一旦我们连接到真正的硬件，事情就会变得很糟糕

【参考方案1】：

内存映射文件非常适合跨进程共享数据。它们对于在同一内存空间中的模块之间共享毫无意义。

只需以普通方式将您的数据结构定义为引用类类型，然后将其固定。现在 C++ 可以直接使用普通的指针访问来访问数据结构了。

计数字符串在固定数组中与在内存映射文件中一样有效，但您不需要任何内核调用来设置它们。

【讨论】：

我喜欢你关于固定对象的建议。我会在星期一尝试并报告结果

今天是星期一吗？

@GregM 离星期一还有几个不喜欢的地方 :)