在 c# 中构建一个整数数组，每个调用 c++ 或在 c++ 中构建并传递给 c#？

Posted 2023-02-22

【中文标题】在 c# 中构建一个整数数组，每个调用 c++ 或在 c++ 中构建并传递给 c#？

【英文标题】：Build an array of ints in c# each calling c++ or build in c++ and pass to c#?

【发布时间】：2012-11-18 00:08:54

【问题描述】：

我用 C++ 编写了一个函数，让我可以通过一个内在函数利用新的英特尔 RdRand 数字随机数生成器。

__declspec(dllexport) int __stdcall GetRdRand32(PUINT32 pValue)

    return _rdrand32_step(pValue);

我已经将它包装起来，以便我可以通过 PInvoke 在 C# 中使用它，它工作正常，如下所示：

[DllImport("CppDynamicLinkLibrary.dll", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
public static extern int GetRdRand32(out UInt32 str);

我的用例通常可能涉及请求多个随机数，尽管一次可能只有数百个（每个请求者）。我的问题是，无论如何我都在使用 C++，将另一个可以返回随机数的动态数组（或向量）的函数放在一起是否有意义，即与仅对 C++ DLL 进行多次调用相比，这会大大提高性能吗?性能是一个问题，因为这将在一个服务器应用程序上，可能会在类似的时间向许多客户端发送大约 200 个随机数

如果值得做，我会怎么做？我正在考虑以下内容，尽管我的猜测是找到一种将向量导入 C# 的方法很容易成为性能问题？

__declspec(dllexport) void __stdcall vGetRdRand32(std::vector<UINT32> &pArray)

    for (std::vector<UINT32>::iterator It = pArray.begin(); It != pArray.end(); It++ )
        _rdrand32_step(&(*It));

最后，Marshal.Copy 会比后一种方法更好吗，如果可以的话，谁能指出我正确的方向？

【问题讨论】：

您应该测试您的假设，即一种方式比另一种方式更快。

【参考方案1】：

这取决于你需要走多快。为了获得最快的 rdrand 性能，请使用 64 位 rdrands 并使用多个线程进行拉取。 2 线程拉取速度是单线程拉取速度的 2 倍，即使在同一核心上的 2 个超线程上也是如此。

因此，如果您将所有内核上的所有线程设置为 64 位并行拉动，您应该能够接近 800MBytes/s。

这可能与直觉相反，但它源于片上总线上的并行性导致了这种性能特征。

循环中的单个线程在 Ivy Bridge 上可能获得 70MBytes/s。

因此，对于 200 个随机数，调用开销将占主导地位。但是对于几兆字节，如果您希望它尽可能快，则生成线程是值得的。

【参考方案2】：

当然，从单个调用中获取 200 个随机数将比从 200 个不同调用中获取 200 个随机数更快。它甚至可能快很多倍。但很可能你说的是毫秒的差异。所以可能不值得去做。几毫秒的差异会对您的应用程序的整体性能产生显着影响吗？

如果你决定这样做，你可能不想惹vector，而是想惹UINT32[]。在 C# 和 C++ 之间编组 vector 充其量是困难的。出于所有实际目的，这是不可能的。

有关如何编组数组的示例，请参阅 Marshaling Different Types of Arrays。

您可能希望在 C# 中分配数组并将其与大小一起传递给 C++ 函数。这样，您不必担心释放内存。如果您让 C++ 代码分配并返回数组，那么 C# 代码将不得不调用 C++ 函数来释放内存。

【讨论】：

优秀的答案。对关于性能的稍微开放式的问题表示歉意；这当然需要测试。你所做的事情给了我很大的方向，让我可以比较。