C# P/C++；用于填充托管缓冲区的DLL

基本上，我有一个DLL和一个头文件（C++），用于数据采集设备，用于我的研究。该设备有8个传感器，每个传感器有x、y、z等数据点。我想用WPF为这个设备创建一个UI程序。到目前为止，我已经成功地通过一个不安全的代码实现与.NET中的设备通信，并将数据读入一个结构数组（其中每个结构对应一个传感器）。然而，我想看看我是否能让它与一个严格安全的代码实现一起工作，但我已经碰壁有一段时间了。这是我第一次使用非托管代码和托管代码，请耐心听我说。我在网上搜索了无数的帖子，兔子洞越来越深，所以我想从有经验的人那里得到一些建议。基本上，API头文件具有以下定义的函数：

int GetSynchronousRecord(USHORT sensorID, void *pRecord, int recordSize);

本质上，我们通过引用向函数传递一个缓冲区，然后它填充它。我可以选择获取单个传感器的数据，或者根据我传递的sensorID参数一次获取所有传感器的数据。到目前为止（在管理世界中）对我有效的是，如果我做了以下事情：

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct DOUBLE_POSITION_ANGLES_TIME_Q_RECORD
{
    public double x;     
    public double y; 
    public double z;  
    public double a; 
    public double e;    
    public double r;     
    public double time;
    public ushort quality;
};  

...

[DllImport("ATC3DG64.DLL", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
public static extern int GetSynchronousRecord(ushort sensorID, ref DOUBLE_POSITION_ANGLES_TIME_Q_RECORD record, int recordSize);

...

DOUBLE_POSITION_ANGLES_TIME_Q_RECORD record = new DOUBLE_POSITION_ANGLES_TIME_Q_RECORD();
// Get the data from SENSOR_1 only
errorCode = GetSynchronousRecord(1, ref record, Marshal.SizeOf(record));

所以这个实现工作得很好，我可以以非常好的速度获得所有坐标数据。然而，我想一次得到所有的传感器。在C++ API代码示例中，它们传递了 GETSCORMUBIONGROUND> <强>函数：一个结构数组，每个传感器都有一个结构。我试着在C#中做同样的事情，如下所示：

[DllImport("ATC3DG64.DLL", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
public static extern int GetSynchronousRecord(ushort sensorID, ref DOUBLE_POSITION_ANGLES_TIME_Q_RECORD[] record, int recordSize);

// Define Array of Struct for each sensor
DOUBLE_POSITION_ANGLES_TIME_Q_RECORD[] record = new DOUBLE_POSITION_ANGLES_TIME_Q_RECORD[8];
while(recording) {
...
// Get data from ALL sensors (0xffff)
errorCode = GetSynchronousRecord(0xffff, ref record, Marshal.SizeOf(record)*8);
...
}

但这直接导致我的程序崩溃，出现System.ExecutionEngineeException错误。我已经读到，因为我的函数需要一个void*指针，所以我应该使用一个IntPtr参数，但老实说，这种方法看起来相当混乱。我尝试的另一件事是实际循环每个传感器并调用传感器的函数，但这将速度疯狂地降低到几乎1条记录/秒（而不是100条记录/秒）。stackexchange上的许多其他类似线程表示使用

out

参数，或在函数定义上使用[In，out]属性，但这些建议都不起作用

TL；Dr:<强>如果我正确地理解我的情况，我有一组托管的结构，我需要正确地传递给C++函数作为参数（通过引用），然后函数将用数据采集设备的数据填充我的结构。 我为文字/代码墙道歉，如果有经验的人能给我提供任何信息，我将不胜感激

---

编辑：只是澄清一下，GetSynchronousRecord函数位于while循环中，在每次迭代中，我都会为每个结构获取新的数据点

最好的方法可能是使用

IntPtr

而不是

ref DOUBLE\u POSITION\u ANGLES\u TIME\u Q\u RECORD

我将p/Invoke签名更改为：

[DllImport("ATC3DG64.DLL", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
public static extern int GetSynchronousRecord(ushort sensorID, IntPtr record, int recordSize);

创建指向所需内存空间的IntPtr：

IntPtr ptr = Marshal.AllocHGlobal(Marshal.SizeOf<DOUBLE_POSITION_ANGLES_TIME_Q_RECORD>() * 8);

IntPtr ptr=Marshal.AllocHGlobal（Marshal.SizeOf（）*8）；

调用p/Invoke函数（该函数应使用结构填充内存）：

errorCode=GetSynchronousRecord（0xffff，ptr，Marshal.SizeOf（）*8）；

从内存块获取结构：

DOUBLE_POSITION_ANGLES_TIME_Q_RECORD[] records = new DOUBLE_POSITION_ANGLES_TIME_Q_RECORD[8];
for (i = 0; i < 8; i++) {
     records[i] = Marshal.PtrToStructure<DOUBLE_POSITION_ANGLES_TIME_Q_RECORD>(IntPtr.Add(ptr, i * Marshal.SizeOf<DOUBLE_POSITION_ANGLES_TIME_Q_RECORD>()));
}
Marshal.FreeHGlobal(ptr);

DOUBLE_POSITION_ANGLES_TIME_Q_RECORD[]records=新的DOUBLE_POSITION_ANGLES_TIME_Q_RECORD[8]；
对于（i=0；i<8；i++）{
记录[i]=Marshal.PtrToStructure（IntPtr.Add（ptr，i*Marshal.SizeOf（））；
}
弗里赫全球元帅（ptr）；

您的第二个p/invoke声明是错误的。你有

[DllImport("ATC3DG64.DLL", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
public static extern int GetSynchronousRecord(
    ushort sensorID, 
    ref DOUBLE_POSITION_ANGLES_TIME_Q_RECORD[] record, 
    int recordSize
);

问题是数组参数。因为通过

ref

传递该数组，它实际上是一个双指针。相反，您只需删除

ref

，并按如下方式声明导入：

[DllImport("ATC3DG64.DLL", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
public static extern int GetSynchronousRecord(
    ushort sensorID, 
    [Out] DOUBLE_POSITION_ANGLES_TIME_Q_RECORD[] record, 
    int recordSize
);

[Out]

属性告诉封送拆收器数据正在从函数中流出。如果没有它，默认假设是数据流入

调用函数时，请执行以下操作：

errorCode = GetSynchronousRecord(0xffff, record, Marshal.SizeOf(record)*record.Length);

---

任何托管的“指针”都必须是固定的，以便GC在执行本机部分时不会移动它，谢谢Sasha，但我不确定在我的代码中，哪些地方是相关的，

fixed

是否仅在不安全的上下文中使用？我认为我不需要不安全的代码。您没有显示将第二个参数更改为引用传递的数组的pinvoke版本。这是错误的。很容易修复，但在问题完成之前我不会回答。@David Heffernan很抱歉，为了简洁起见，我没有包含它，但我已经更新了代码，在使用数组的情况下显示了P/Invoke参数，我希望这就是您的意思。谢谢。在将分配的数据传输到托管内存后，即在记录数组被填充后，还应该调用

Marshal.FreeHGlobal（ptr）

（理想情况下在

finally

块中，以避免发生异常时内存泄漏）来释放分配的内存。谢谢，这很有意义。我不确定我是否可以在这里问一个后续问题？因此，

GetSynchronousRecord

函数实际上位于一个循环中，用于连续获取数据。我是否必须在每次循环迭代中释放

ptr

内存，或者在每次迭代中旧数据将被新数据覆盖（然后我可以在采集结束后释放

ptr

）@LittleFinger了解您如何描述

GetSynchronousRecord

函数，不，它不会在for循环中。只有在调用了

GetSynchronousRecord

函数之后，您才能循环获取每个结构，然后在循环完成后释放它（我在回答中更新了该循环）@ub3rst4r抱歉，我的意思是，所有代码都在while循环中，因为我需要连续获取所有8个传感器数据。在每个

循环迭代过程中，我知道我需要
让
循环遍历每个结构。但我的问题是，我是否必须分配和免费
errorCode = GetSynchronousRecord(0xffff, record, Marshal.SizeOf(record)*record.Length);