如何将 C# object 引用传入和传出 C++

How to pass C# object references to and from C++

有没有办法通过本机互操作将 C# object 引用(class 类型,而不是结构)传入和传出 C++?

这是我的用例:

我正在尝试用 C# 编写游戏引擎,但想使用本机 (C++) 物理库。物理库维护所有物理体的内部状态,并让用户将少量数据(指针)与每个 body 相关联。在一个物理模拟 tick 之后,库会提供所有移动的物理物体的列表。我想遍历此列表并将所有更改中继到相应的 C# objects.

问题是:将 C# 中的 object 与 C++ 中的相应物理体相关联的最佳方式是什么?

我能想到几个方法:

  1. 为每个物理 body 提供某种 ID,在 C++ 中将 ID 与物理 body 相关联,并在 C# 中维护 ID 到相应 object 的映射。这对我来说似乎是不必要的间接,即使有优化的映射机制。
  2. 利用将 C# 委托(可以隐式引用 C# object 实例)编组为 C++ 函数指针的功能。这可能是最好的方法;我不知道 C# 是如何实现委托的,也不知道这会带来什么类型的开销。
  3. 寻找其他方式在 C++ 中引用 C# object 并将该引用与每个本机物理 body.
  4. 相关联

有没有我不知道的选项3之类的机制? C++/CLI 不是一个选项,因为我想支持没有它的平台。

  1. 映射唯一标识符将允许您将托管代码与非托管代码隔离开来。如果非托管端不对托管对象执行任何操作可能会更好,因为您确实无法控制对象生命周期的大部分内容。
  2. 委托作为函数指针是可能的。您需要做的就是定义您的委托类型并创建一个实例。然后你可以使用 Marshal.GetFunctionPointerForDelegate 来获取一个地址传递给非托管端。唯一需要注意的是,您必须确保回调使用 __stdcall.
  3. 可能可以直接访问 class 成员和函数,但如果没有 C++/CLI 包装器,您就是在玩火。
  4. 在 C# 端分配一块内存并将其传递给 C++。在托管端的 classes 中,使用属性以适当的偏移量访问此内存。
  5. 制作对象COM visible.

此外,请记住 AccessViolationExceptions 通常无法在 .NET 中捕获。

我建议使用专为此类情况设计的工具,即 System.Runtime.InteropServices.GCHandle

用法

在:

  1. 使用 GCHandleType.NormalGCHandleType.Weak 为您的 CLR 对象分配一个 GCHandle
  2. 通过 GCHandle.ToIntPtrGCHandle 转换为 IntPtr
  3. IntPtr 作为您提到的用户数据指针传递给 C++ 端。

输出:

  1. 从 C++ 端获取 IntPtr
  2. 通过 GCHandle.FromIntPtr
  3. IntPtr 转换回 GCHandle
  4. 使用 GCHandleTarget 属性 获取原始 CLR 对象。

当不再从 C++ 端引用 CLR 对象时(因为 C++ 对象被破坏或者因为您将用户数据指针重置为 IntPtr.Zero),释放 GCHandle呼叫 GCHandle.Free.

您应该分配哪种类型的 GCHandle 取决于您是否希望 GCHandle 保持对象存活 (GCHandleType.Normal) 或不存活 (GCHandleType.Weak)。