调用本机代码的多线程托管应用程序

Posted 2023-02-22

【中文标题】调用本机代码的多线程托管应用程序

【英文标题】：Multi-threaded managed application that calls native code

【发布时间】：2015-05-20 10:34:47

【问题描述】：

我有一个使用 ASP WebApi 的服务。每个 http 请求都会转换为需要进行一些数据操作（可能更改数据）的线程。 API 层是用 C# 编写的，数据操作是用 C++ 编写的。 C# 层调用本机库并提供指向某个托管缓冲区的指针。

几个问题：

如何确保没有比赛？在这种情况下，本机库中的std::mutex 是否足够？ （托管线程是否映射到本机线程？它们会共享相同的std::mutex吗？）

如何确保 GC 在本机库处理托管缓冲区时不会释放指向托管缓冲区的指针？

【问题讨论】：

你想做什么，到目前为止你做了什么？为什么要管理缓冲区？ C# 和 C++ 端是否都会操作该缓冲区？缓冲区是每个请求的，还是共享的？缓冲区中有什么？

@Luaan 我们正在尝试尽可能高效地处理大量数据。这就是我们决定用 C++ 处理它的原因。缓冲区是受管理的，因为我更喜欢尽可能多地使用 C#。只有 C++ 操作数据。缓冲区保存我们的应用程序发送给我们的遥测数据

好的...但这意味着当您从 C# 调用 C++ 互操作方法时，您只会使用缓冲区，对吧？所以你可以处理例如锁定在 C# 级别，对吗？如果您不将 fixed 引用保留太久，它甚至可能使下面的 fixed 方法工作得很好。

【参考方案1】：

您需要共享 缓冲区吗？如果缓冲区只在一个线程上使用，您可以省去很多麻烦。托管线程不会 1:1 映射到本机线程，但我不确定这是否对您的方案有任何影响。 您需要修复缓冲区，并在本机代码有指向它的指针的整个过程中保持固定 - 释放是您最不必担心的问题，.NET 内存一直在移动。这是使用fixed 块完成的。

修复托管内存：

byte[] theBuffer = new byte[256];
fixed (byte* ptr = &theBuffer[0])

   // The pointer is now fixed - the GC is prohibited from moving the memory
   TheNativeFunction(ptr);

// Unfixed again

但是，请注意，禁止 GC 移动内存可能会给您带来很多麻烦 - 例如，它可能会在高吞吐量服务器中完全阻止堆压缩。

如果您不需要在托管环境中使用内存，您可以简单地为任务分配非托管内存，例如使用Marshal.AllocHGlobal。

【讨论】：

谢谢。 1. 不幸的是，这必须是一个共享缓冲区（我们内存不足，无法复制它 2. wrl::ComPtr 可以通过管理引用计数来帮助这里吗？

@Shmoopy 我不明白它怎么可能。在 C# 中安全地处理内存引用和指针实际上非常容易——例如，您可以从 SafeBuffer 类派生一个类型；它将为您提供对非托管内存的安全引用，您可以相对轻松地使用它。但是如果不了解您的整个场景，就很难说出更具体的内容。