了解 GCHandle.Alloc C# 中的固定

Question

我无意中发现了一些对我来说没有意义的东西。我的问题在代码注释和下面：

[SecurityPermission(SecurityAction.Demand, UnmanagedCode = true)]
[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Size = 4096)]
public unsafe struct BufItems
{
    public fixed byte Buffer[4096];
}

public class Wrapper
{
    public BufItems Items;
    public int Id;
}

private unsafe void button10_Click(object sender, EventArgs e)
{
    Wrapper wrap = new Wrapper();
    wrap.Id = 123;

    fixed(BufItems* ptr = &wrap.Items)
    {
        ptr->Buffer[0] = 99;      // works fine
    }

    // fixed (Wrapper w = wrap)   { /* not possible */ };
    // fixed (Wrapper* w = &wrap) { /* not possible */ };

    // how come I can pin the object this way?
    GCHandle h = GCHandle.Alloc(wrap, GCHandleType.Pinned);

    // what exactly is p pointing to? Wrapper cannot have a pointer.
    IntPtr p = h.AddrOfPinnedObject();
}

我的另一个问题是：我假设字段 BufItems Items 是作为对象创建的（因此是可固定的），而不是 wrap class 对象的一部分实例化，对吧？否则固定不会做任何事情，因为 wrap 可以被 GC 移动。但是，它是一个结构，我认为在这种情况下结构是 "embedded" 。这里到底发生了什么？

Answer 1

让我们逐行回答您的问题：

fixed (Wrapper w = wrap)   { /* not possible */ };

fixed 只允许声明一个指针变量。但是请注意，固定（fixed 语句的作用）在引用类型上是可能的，但不是很有用，因此 C# 中没有任何东西可以使用它。

fixed (Wrapper* w = &wrap) { /* not possible */ };

Wrapper 是引用类型。允许您获取指向包含对它的引用的变量的指针将反过来允许您访问对象的实际地址，并可怕地弄乱它。您可以将指针转换为 object*，然后将任何对象存储在变量中，从而破坏类型安全。

// how come I can pin the object this way?
GCHandle h = GCHandle.Alloc(wrap, GCHandleType.Pinned);

正如我已经说过的，实例固定在 .NET 中是可能的，但在 C# 中不是语法上的。您可以使用此方法固定任何 blittable 类型（没有引用字段）。固定对象可保证其在堆上的位置不会改变。

// what exactly is p pointing to? Wrapper cannot have a pointer.
IntPtr p = h.AddrOfPinnedObject();

也许用这段代码来说明会更好：

int[] arr = new int[10];
fixed(int* p = arr) { ... }
fixed(int* p = &arr[0]) { ... }

这两行被编译为完全相同的 CIL（为了性能），但第一行也可以通过使用 GCHandle 以与您相同的方式实现。 AddrOfPinnedObject returns指向对象中第一个字段的指针，与fixed(BufItems* ptr = &wrap.Items).

相同

BufItems 是值类型，因此 Items 字段不包含引用，而是实际的固定数组，连同紧随其后。

了解 GCHandle.Alloc C# 中的固定

Understanding GCHandle.Alloc pinning in C#

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