c# – 与不安全的代码一起使用时,ref的安全性如何？

2023年4月28日 180次阅读

使用Microsoft Visual C#2010,我最近注意到您可以通过引用将对象传递给非托管代码.所以我自己尝试编写一些非托管代码,使用回调托管代码将C char *转换为C#字符串.我做了两次尝试.

尝试1：调用存储ref参数的非托管函数.然后,一旦该函数返回到托管代码,调用另一个非托管函数,该函数调用将char *转换为托管字符串的回调函数.

C++
typedef void (_stdcall* CallbackFunc)(void* ManagedString, char* UnmanagedString);

CallbackFunc UnmanagedToManaged = 0;
void* ManagedString = 0;

extern "C" __declspec(dllexport) void __stdcall StoreCallback(CallbackFunc X) {
    UnmanagedToManaged = X;
}
extern "C" __declspec(dllexport) void __stdcall StoreManagedStringRef(void* X) {
    ManagedString = X;
}
extern "C" __declspec(dllexport) void __stdcall CallCallback() {
    UnmanagedToManaged(ManagedString, "This is an unmanaged string produced by unmanaged code");
}

C#
[DllImport("Name.dll", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
public static extern void StoreCallback(CallbackFunc X);
[DllImport("Name.dll", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
public static extern void StoreManagedStringRef(ref string X);
[DllImport("Name.dll", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
public static extern void CallCallback();

[UnmanagedFunctionPointer(CallingConvention.StdCall)]
public delegate void CallbackFunc(ref string Managed, IntPtr Native);

static void Main(string[] args) {
    string a = "This string should be replaced";

    StoreCallback(UnmanagedToManaged);
    StoreManagedStringRef(ref a);
    CallCallback();
}

static void UnmanagedToManaged(ref string Managed, IntPtr Unmanaged) {
    Managed = Marshal.PtrToStringAnsi(Unmanaged);
}

尝试2：将字符串ref传递给将字符串ref传递给托管回调的非托管函数.

C++
typedef void (_stdcall* CallbackFunc)(void* ManagedString, char* UnmanagedString);

CallbackFunc UnmanagedToManaged = 0;

extern "C" __declspec(dllexport) void __stdcall StoreCallback(CallbackFunc X) {
    UnmanagedToManaged = X;
}
extern "C" __declspec(dllexport) void __stdcall DoEverything(void* X) {
    UnmanagedToManaged(X, "This is an unmanaged string produced by unmanaged code");
}

C#
[DllImport("Name.dll", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
public static extern void StoreCallback(CallbackFunc X);
[DllImport("Name.dll", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
public static extern void DoEverything(ref string X);

[UnmanagedFunctionPointer(CallingConvention.StdCall)]
public delegate void CallbackFunc(ref string Managed, IntPtr Unmanaged);

static void Main(string[] args) {
    string a = "This string should be replaced";

    StoreCallback(UnmanagedToManaged);
    DoEverything(ref a);
}

static void UnmanagedToManaged(ref string Managed, IntPtr Unmanaged) {
    Managed = Marshal.PtrToStringAnsi(Unmanaged);
}

尝试1不起作用但尝试2起作用.在尝试1中,似乎只要在存储ref之后非托管代码返回,ref就变为无效.为什么会这样？

鉴于尝试1的结果,我怀疑尝试2是否可行.那么,当与非托管代码一起使用时,代码的非托管端是否安全？或者换句话说,在使用ref时,什么在非托管代码中不起作用？

我想知道的是：

使用ref将代码传递给非托管代码时究竟会发生什么？

在非托管代码中使用ref时,它是否保证对象将保留在内存中的当前位置？

在非托管代码中,ref(我不能用ref做什么)有什么限制？

最佳答案 关于p / invoke如何工作的完整讨论超出了Stack Overflow Q& A的适当范围.但简单地说：

在您的示例中,您都没有将托管变量的地址传递给非托管代码. p / invoke层包括编组逻辑,用于将托管数据转换为非托管代码可用的内容,然后在非托管代码返回时进行转换.

在这两个示例中,p / invoke层必须创建一个中间对象以用于编组.在第一个示例中,当您再次调用非托管代码时,此对象已消失.当然,在第二个例子中,它并非如此,因为所有的工作都是同时发生的.

我相信你的第二个例子应该是安全的.也就是说,p / invoke层足够聪明,可以在这种情况下正确处理ref.第一个例子是不可靠的,因为p / invoke被滥用,而不是因为ref参数的任何基本限制.

还有几点要点：

>我不会在这里使用“不安全”这个词.是的,调用非托管代码在某些方面是不安全的,但在C#中,“unsafe”具有非常特定的含义,与使用unsafe关键字有关.我的代码示例中没有看到任何实际使用不安全的内容.
>在这两个示例中,您都有一个与使用传递给非托管代码的委托相关的错误.特别是,虽然p / invoke层可以将托管委托引用转换为非托管代码可以使用的函数指针,但它并不知道委托对象的生命周期.它会使对象保持足够长的时间以使p /被调用的方法调用完成,但是如果你需要它比它更长寿(就像这里的情况那样),你需要自己做.例如,对存储引用的变量使用GC.KeepAlive(). (您可能通过在调用StoreCallback()和稍后调用非托管代码(将使用函数指针)之间插入对GC.Collect()的调用来重现崩溃.

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