转载：数组Marshalling
2012-04-08 21:35 Koy 阅读(179) 评论(0) 编辑 收藏 举报在托管代码和本地代码之间传递数组，是interop marshaling中间比较复杂的一个问题。本文从数组的定义开始，介绍数组marshalling的三种方法，并对blittable类型等概念做进一步的讨论。
当托管代码需要和本地代码互操作时，我们就进入了interop的领域。interop的场景形形色色，不变的是我们需要把数据从一个世界marshal到另一个世界。
在讨论数组marshalling之前，请各位和我一起思考一个问题，什么是数组？之所以要讨论这个问题，原因在于不同的术语在不同的语境中含有不同的意思。在使用c语言的时候，我认为数组就是一个指针。但是熟悉c#的朋友可能不同意我的观点，数组是System.Array或者Object[]。我认为，这两种回答都是出自语言领域的正确观点。那么如果有一个项目含有两个模块，一个用本地代码撰写，另一个用托管代码撰写，两者之间的接口要求传递一个数组，这个”数组”包含着怎样的语义呢？我觉得有两点是很重要的：
1. 如何访问数组元素。就好比c语言中的数组指针，c#中的数组引用，都是访问数组必不可少的线索。
2. 数组的大小。数组的大小不仅仅是System.Array.Length。它还可以包括诸如数组的维数，每个维上的启始边界和结束边界。
.NET在marshal数组的时候，很大程度上也是从以上两点出发，架起托管世界和本地代码之间的桥梁。根据操作的具体数据类型不同，数组marshal又可以分为以下两个大类，三个小类，我们分别介绍：
1. 数组作为参数传递
a) c/c++类型的数组
c类型的数组，也就是由指针指明存储空间首地址的数组，是一个自描述很低的数据结构。尽管有些编译器支持在固定偏移量上写入数组的长度，但是因为各个编译器处理的具体方法不同，没有一个标准让CLR来参考。所以我们在marshal一个c类型的数组的时候，不得不用其他方法考虑传递数组的大小，有以下两种：
1) 约定指针数组长度
这种方法需要调用者和被调用者之间有一个约定，给出一个数组长度的固定值。在托管端声明一个interop方法的时候，只需要用SizeConst这个属性，把这个约定告诉CLR。CLR在进行Marshal的时候，会根据这个值，在本地堆上分配相应的空间。
public static extern void Ex(
[In, Out][MarshalAs(UnmanagedType.LPArray, SizeParamConst=3)]string[] a);
2）通过一个额外的参数指定数组长度
可能有的朋友觉得，约定一个静态的数组长度还不够灵活，希望能够动态的传递数组的长度，从而使得数组marshalling不必受制于固定数组长度的限制。我们先来看普通的函数调用是如何解决这个问题的：caller和callee通过约定一个额外的参数，来传递数组的长度，这可以被视作是一个调用者和被调用者的约定。由于marshalling需要clr的参与，那么就需要把这个约定用clr能够理解的方式，进行扩充，形成一个三方约定。CLR，用属性SizeParamIndex来描述此类约定。
public static extern void Ex2(
[In, Out][MarshalAs(UnmanagedType.LPArray, SizeParamIndex=1)]string[] a,
int len);
b) SafeArray
SafeArray是COM引入的数据类型，是一个自描述度很高的数据结构。他可以很清楚的告诉用户，该数组的元素类型，数组包含了多少维，每一维的起始位置和终止位置。所以marshal这类safearray的时候，只需要通过设定属性，告诉CLR，当前array对应的本地代码是safearray即可。举例如下：
public void DumpSafeArrayStringIn(
[In][MarshalAs(UnmanagedType.SafeArray, SafeArraySubType=VarEnum.VT_BSTR)]Object[] array);
大家可以看到，SafeArraySubType可以用来指定数组元素的类型
2. 数组作为字段传递
很久以来，对于interop，一直有这样的评价，简单数据结构的marshalling其实并不复杂，但是一旦进入了struct或者class这种你中有我，我中有你的层叠数据结构之后，marshalling就成了bug的温床。所以在这里，我们也要提提数组作为struct/class的一个字段的方法。在这里首先要给这个stuct/class加一个限制，是byval。由于这个限制，大家可以想象的出，CLR在marshal的时候，做的事情是类似于浅copy的内存复制，所以对数组marshal的时候，也就只支持固定长度的数组marshal。
public class StructIntArray
{
[MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst=4)]
public int[] array;
}
数组作为一种常用的数据结构，各种高级语言都提供了相应的支持，在这些高级语言之间交互操作的时候，数组也是传送集合类型数据的重要结构，希望今天的内容能对大家有所帮助。
