P/Invoke之C#調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)DLL
本編所涉及到的工具以及框架：1、Visual Studio 20222、.net 6.0
P/Invok是什么？
P/Invoke全稱為Platform Invoke(平臺(tái)調(diào)用)，其實(shí)際上就是一種函數(shù)調(diào)用機(jī)制，通過(guò)P/Invoke就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)用非托管Dll中的函數(shù)。
在開(kāi)始之前，我們首先需要了解C#中有關(guān)托管與非托管的區(qū)別
托管（Collocation），即在程序運(yùn)行時(shí)會(huì)自動(dòng)釋放內(nèi)存;非托管，即在程序運(yùn)行時(shí)不會(huì)自動(dòng)釋放內(nèi)存。
廢話不多說(shuō)，直接實(shí)操
第一步：
打開(kāi)VS2022，新建一個(gè)C#控制臺(tái)應(yīng)用
2.右擊解決方案，添加一個(gè)新建項(xiàng)，新建一個(gè)"動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（DLL）"，新建完之后需要右擊當(dāng)前項(xiàng)目--> 屬性 --> C/C++ --> 預(yù)編譯頭 --> 選擇"不使用編譯頭"
3. 在新建的DLL中我們新建一個(gè)頭文件，用于編寫我們的方法定義，然后再次新建一個(gè)C++文件，后綴以.c 結(jié)尾
第二步：
在我們DLL中的頭文件(Native.h)中定義相關(guān)的Test方法，具體代碼如下：
#pragma once// 定義一些宏#ifdef __cplusplus#define EXTERN extern "C"#else#define EXTERN#endif#define CallingConvention _cdecl// 判斷用戶是否有輸入，從而定義區(qū)分使用dllimport還是dllexport#ifdef DLL_IMPORT#define HEAD EXTERN __declspec(dllimport)#else#define ?HEAD EXTERN __declspec(dllexport)#endifHEAD int CallingConvention Sum(int a, int b);之后需要去實(shí)現(xiàn)頭文件中的方法，在Native.c中實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)如下：
#include "Native.h" // 導(dǎo)入頭部文件#include "stdio.h"HEAD int Add(int a, int b){? ?return a+b;}在這些步驟做完后，可以嘗試生成解決方案，檢查是否報(bào)錯(cuò)，沒(méi)有報(bào)錯(cuò)之后，將進(jìn)入項(xiàng)目文件中，檢查是否生成DLL (../x64/Debug)
第三步:
在這里之后，就可以在C#中去嘗試調(diào)用剛剛所聲明的方法，以便驗(yàn)證是否調(diào)用DLL成功，其具體實(shí)現(xiàn)如下：
運(yùn)行結(jié)果為：
68，證明我們成功調(diào)用了DLL動(dòng)態(tài)鏈庫(kù)using System.Runtime.InteropServices;class Program{? [DllImport(@"C:\My_project\C#_Call_C\CSharp_P_Invoke_Dll\x64\Debug\NativeDll.dll")]? public static extern int Add(int a, int b);? public static void Main(string[] args)? {? ? ? int sum = Add(23, 45);? ? ? Console.WriteLine(sum);? ? ? Console.ReadKey();? }}
C#中通過(guò)P/Invoke調(diào)用DLL動(dòng)態(tài)鏈庫(kù)的流程
??通過(guò)上述一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，我們大致了解到了在C#中通過(guò)P/Invoke調(diào)用DLL動(dòng)態(tài)鏈庫(kù)的流程，接下我們將對(duì)C#中的代碼塊做一些改動(dòng)，便于維護(hù)
在改動(dòng)中我們將用到?
NativeLibrary類中的一個(gè)方法，用于設(shè)置回調(diào)，解析從程序集進(jìn)行的本機(jī)庫(kù)導(dǎo)入，并實(shí)現(xiàn)通過(guò)設(shè)置DLL的相對(duì)路徑進(jìn)行加載，其方法如下：public static void SetDllImportResolver(System.Reflection.Assembly assembly,System.Runtime.InteropServices.DllImportResolver resolver);在使用這個(gè)方法前，先查看一下其參數(shù)
a、assembly: 主要是獲取包含當(dāng)前正在執(zhí)行的代碼的程序集（不過(guò)多講解）
b、resolber: 此參數(shù)是我們要注重實(shí)現(xiàn)的，我們可以通過(guò)查看他的元代碼，發(fā)現(xiàn)其實(shí)現(xiàn)的是一個(gè)委托，因此我們對(duì)其進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
原始方法如下：public delegate IntPtr DllImportResolver(string libraryName, Assembly assembly, DllImportSearchPath? searchPath);實(shí)現(xiàn)resolver方法：
該方法主要是用于區(qū)分在加載DLL時(shí)不一定只能是設(shè)置絕對(duì)路徑，也可以使用相對(duì)路徑對(duì)其加載，本區(qū)域代碼是通過(guò)使用委托去實(shí)現(xiàn)加載相對(duì)路徑對(duì)其DLL加載，這樣做的好處是，便于以后需要更改DLL的路徑時(shí)，只需要在這個(gè)方法中對(duì)其相對(duì)路徑進(jìn)行修改即可。
const string NativeLib = "NativeDll.dll";static IntPtr DllImportResolver(string libraryName, Assembly assembly, DllImportSearchPath? searchPath){? ?string dll = Path.Combine(new DirectoryInfo(Environment.CurrentDirectory)? .Parent.Parent.Parent.Parent.ToString(), "x64","Release", "NativeDll.dll");? // 此處為Dll的路徑? ?//Console.WriteLine(dll);? ?return libraryName switch? ?{? ? ? ?NativeLib => NativeLibrary.Load(dll, assembly, searchPath),? ? ? ?_ => IntPtr.Zero? ?};}更新C#中的代碼，其代碼如下：
using System.Reflection;using System.Runtime.InteropServices;class Program{? ?const string NativeLib = "NativeDll.dll";? ?[DllImport(NativeLib)]? ?public static extern int Add(int a, int b);? ?static IntPtr DllImportResolver? (string libraryName, Assembly assembly, DllImportSearchPath? searchPath)? ?{? ? ? ?string dll = Path.Combine(new DirectoryInfo(Environment.CurrentDirectory)? ? ? ?.Parent.Parent.Parent.Parent.ToString(), "x64","Release", "NativeDll.dll");? ? ? ?Console.WriteLine(dll);? ? ? ?return libraryName switch? ? ? ?{? ? ? ? ? ?NativeLib => NativeLibrary.Load(dll, assembly, searchPath),? ? ? ? ? ?_ => IntPtr.Zero? ? ? ?};? ?}? ?public static void Main(string[] args)? ?{? ? ? ?NativeLibrary.SetDllImportResolver? ? ? (Assembly.GetExecutingAssembly(), DllImportResolver);? ? ? ?int sum = Add(23, 45);? ? ? ?Console.WriteLine(sum);? ? ? ?Console.ReadKey();? ?}}最后重新編譯，檢查其是否能順利編譯通過(guò)，最終我們的到的結(jié)果為：?
68
至此，我們就完成了一個(gè)簡(jiǎn)單的C#調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的案例
??下面將通過(guò)一個(gè)具體實(shí)例，講述為什么要這樣做？（本實(shí)例通過(guò)從性能方面進(jìn)行對(duì)比）
在DLL中的頭文件中，加入如下代碼：
HEAD void CBubbleSort(int* array, int length);在.c文件中加入如下代碼：
HEAD void CBubbleSort(int* array, int length){? ?int temp = 0;? ?for (int i = 0; i < length; i++)? ?{? ? ? ?for (int j = i + 1; j < length; j++)? ? ? ?{? ? ? ? ? ?if (array[i] > array[j])? ? ? ? ? ?{? ? ? ? ? ? ? ?temp = array[i];? ? ? ? ? ? ? ?array[i] = array[j];? ? ? ? ? ? ? ?array[j] = temp;? ? ? ? ? ?}? ? ? ?}? ?}}C#中的代碼修改：
using System.Diagnostics;using System.Reflection;using System.Runtime.InteropServices;class Program{? ?const string NativeLib = "NativeDll.dll";? ?[DllImport(NativeLib)]? ?public unsafe static extern void CBubbleSort(int* arr, int length);? ?static IntPtr DllImportResolver? (string libraryName, Assembly assembly, DllImportSearchPath? searchPath)? ?{? ? ? ?string dll = Path.Combine(new DirectoryInfo(Environment.CurrentDirectory)? ? ? ?.Parent.Parent.Parent.Parent.ToString(), "x64", "Release", "NativeDll.dll");? ? ? ?//Console.WriteLine(dll);? ? ? ?return libraryName switch? ? ? ?{? ? ? ? ? ?NativeLib => NativeLibrary.Load(dll, assembly, searchPath),? ? ? ? ? ?_ => IntPtr.Zero? ? ? ?};? ?}? ?public unsafe static void Main(string[] args)? ?{? ? ? ?int num = 1000;? ? ? ?int[] arr = new int[num];? ? ? ?int[] cSharpResult = new int[num];? ? ? ?//隨機(jī)生成num數(shù)量個(gè)（0-10000）的數(shù)字? ? ? ?Random random = new Random();? ? ? ?for (int i = 0; i < arr.Length; i++)? ? ? ?{? ? ? ? ? ?arr[i] = random.Next(10000);? ? ? ?}? ? ? ?//利用冒泡排序?qū)ζ鋽?shù)組進(jìn)行排序? ? ? ?Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();? ? ? ?Array.Copy(arr, cSharpResult, arr.Length);? ? ? ?cSharpResult = BubbleSort(cSharpResult);? ? ? ?Console.WriteLine($"\n C#實(shí)現(xiàn)排序所耗時(shí)：{sw.ElapsedMilliseconds}ms\n");? ? ? ?// 調(diào)用Dll中的冒泡排序算法? ? ? ?NativeLibrary.SetDllImportResolver? ? ? (Assembly.GetExecutingAssembly(), DllImportResolver);? ? ? ?fixed (int* ptr = &arr[0])? ? ? ?{? ? ? ? ? ?sw.Restart();? ? ? ? ? ?CBubbleSort(ptr, arr.Length);? ? ? ?}? ? ? ?Console.WriteLine($"\n C實(shí)現(xiàn)排序所耗時(shí)：{sw.ElapsedMilliseconds}ms");? ? ? ?Console.ReadKey();? ?}? ?//冒泡排序算法? ?public static int[] BubbleSort(int[] array)? ?{? ? ? ?int temp = 0;? ? ? ?for (int i = 0; i < array.Length; i++)? ? ? ?{? ? ? ? ? ?for (int j = i + 1; j < array.Length; j++)? ? ? ? ? ?{? ? ? ? ? ? ? ?if (array[i] > array[j])? ? ? ? ? ? ? ?{? ? ? ? ? ? ? ? ? ?temp = array[i];? ? ? ? ? ? ? ? ? ?array[i] = array[j];? ? ? ? ? ? ? ? ? ?array[j] = temp;? ? ? ? ? ? ? ?}? ? ? ? ? ?}? ? ? ?}? ? ? ?return array;? ?}}執(zhí)行結(jié)果:
在實(shí)現(xiàn)本案例中，可能在編譯后，大家所看到的結(jié)果不是很出乎意料，但這只是一種案例，希望通過(guò)此案例的分析，能給大家?guī)?lái)一些意想不到的收獲叭。
C#實(shí)現(xiàn)排序所耗時(shí): 130msC實(shí)現(xiàn)排序所耗時(shí)：3ms
最后
簡(jiǎn)單做一下總結(jié)叭，通過(guò)上述所描述的從第一步如何創(chuàng)建一個(gè)DLL到如何通過(guò)C#去調(diào)用的一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)例，也應(yīng)該能給正在查閱相關(guān)資料的你有所收獲，也希望能給在這方面有所研究的你有一些相關(guān)的啟發(fā)，同時(shí)也希望能給目前對(duì)這方面毫無(wú)了解的你有一個(gè)更進(jìn)一步的學(xué)習(xí)。
原文地址：P/Invoke之C#調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)DLL - 百寶門的博客 (baibaomen.com)
