淺談.NET互操作技術 重點托管代碼
多年來在程序設計領域微軟技術一直引領著每個時代，在每一代的技術背后都有相關的動機，而這些動機及其實現細節往往是大部分的程序設計課程沒有涉及的，但是對于我們理解相關的技術又十分重要，本文將對幾種相關技術和隱藏在動機背后的細節做簡要的闡述，算是拋磚引玉。
COM技術于1993年首次發布，稱得上是微軟技術的一個里程碑，其意義在于使組件編程化得以實現。COM技術最初的思想起源于將類做成可重用的二進制組件，把類的實現和接口分離以便把類的實現封裝到二進制防火墻的背后，而這道防火墻以VPTR和VTBL的形式保證了這個防火墻的不變性。.NET技術則在語言層面上支持了基于組件的程序設計。相對于COM技術，.NET技術就是為基于組件的程序設計而生的，所以其編碼效率和語言可讀性要高出COM一個等級。但是由于1993年以后的十多年時間里，人們利用基于COM的組件程序設計技術開發了大量的高復雜度，高可用性的代碼，并且他們運行良好，效率極高，如果用.NET技術重寫這些代碼簡直就是得不償失，加之在.NET的實現過程中并不是所有的Windows API都被重寫，有些功能是.NET所不能完成的。面對這樣的問題， .NET互操作技術應運而生，可見需求才是技術的原動力。
.NET互操作技術主要分為3種，P/Invoke，C++ Interop，COM Interop，其中P/Invoke 主要用于調用C庫函數和Windows API。C++ Interop則主要用于Managed C++調用 C++類庫和核心算法庫，它甚至允許托管代碼和非托管代碼在同一個文件中。 COM Interop主要包括正向的RCW和反向的CCW。下面以一個簡單的例子對互操作中比較重要的數據封送進行簡單的介紹。
如何封送字符串（P/Invoke方式）
假設非托管代碼定義如下：
- void _cdecl stringMarshal( const wchar_t* inString, wchar_t* outString, int buffersize)
- {
- If(NULL != inString)
- {
- wcscpy_s(outString, buffersize, inString);
- }
- }
這段代碼編譯生成的文件名為：stringMarshal.dll
在托管代碼中其托管定義如下：
- [DllImport
- (“stringMarshal.dll”,
- CharSetCharSet = CharSet.Unicode,
- CallingConventionCallingConvention =CallingConvention.Cdecl)
- ]
- public extern static void stringMarshal (string inString, StringBuilder outString, int bufferSize);
這里有幾點需要注意：
1. 在聲明函數時必須要用extern修飾符，目的是為了告訴編譯器此函數是外部實現的，沒有方法體，因此不需要在托管代碼中搜索這個函數。
2. 在聲明函數時必須要用static修飾符，原因是非托管的DLL導出的非托管方法都是可以直接調用的，無需對相關的類進行實例化，大部分情況下根本就不存在類。
3. 因為非托管代碼中的字符串為wchar_t*類型，所以CharSet需要設置為CharSet.Unicode。
4. 因為非托管代碼的調用方式為_cdecl， 所以托管部分的CallingConvention需要設置為CallingConvention.Cdecl，另外這種類型的調用方式是調用方負責處理堆棧，所以支持可變類型參數函數例如printf()的互操作。
5. 輸入字符串需要封裝為string是因為這個字符串屬于固定字符串，互操作過程中不需要變化，而輸出字符串則需要封裝為StringBuilder，因為這種字符串默認為具有IN/OUT屬性，其內容可變，而且當字符串經常需要變化時效率高。
托管代碼中調用非托管代碼方式如下：
- private static void TestStringMarshal ()
- {
- string inString = "Wally input test string.";
- int bufferSize = inString.Length;
- StringBuilder strbd = new StringBuilder(bufferSize);
- stringMarshal (inString, strbd, bufferSize + 1);
- Console.WriteLine("Wally Input string: {0}", inString);
- Console.WriteLine("Wally output string: {0}", strbd.ToString());
- }
總結
本文簡要的介紹了.NET托管代碼和本地非托管代碼的互操作技術，并對數據封送的實現細節做了簡單的說明，希望對大家的技術提高有所幫助，算是拋磚引玉，期待大家在這方面寫出更多更好的文章。
