P/Invoke之C#调用动态链接库DLL
本编所涉及到的工具以及框架：
1、Visual Studio 2022
2、.net 6.0
P/Invok是什么？
P/Invoke全称为Platform Invoke(平台调用)，其实际上就是一种函数调用机制，通过P/Invoke就可以实现调用非托管Dll中的函数。
在开始之前，我们首先需要了解C#中有关托管与非托管的区别
托管（Collocation），即在程序运行时会自动释放内存;
非托管，即在程序运行时不会自动释放内存。
废话不多说，直接实操
第一步：
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打开VS2022，新建一个C#控制台应用
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右击解决方案，添加一个新建项，新建一个"动态链接库（DLL）"，新建完之后需要右击当前项目--> 属性 --> C/C++ --> 预编译头 --> 选择"不使用编译头"
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在新建的DLL中我们新建一个头文件，用于编写我们的方法定义，然后再次新建一个C++文件，后缀以.c 结尾
第二步：
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在我们DLL中的头文件(Native.h)中定义相关的Test方法，具体代码如下：
#pragma once // 定义一些宏 #ifdef __cplusplus #define EXTERN extern "C" #else #define EXTERN #endif #define CallingConvention _cdecl // 判断用户是否有输入，从而定义区分使用dllimport还是dllexport #ifdef DLL_IMPORT #define HEAD EXTERN __declspec(dllimport) #else #define HEAD EXTERN __declspec(dllexport) #endif HEAD int CallingConvention Sum(int a, int b); -
之后需要去实现头文件中的方法，在Native.c中实现，具体实现如下：
#include "Native.h" // 导入头部文件 #include "stdio.h" HEAD int Add(int a, int b) { return a+b; } -
在这些步骤做完后，可以尝试生成解决方案，检查是否报错，没有报错之后，将进入项目文件中，检查是否生成DLL (../x64/Debug)
第三步:
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在这里之后，就可以在C#中去尝试调用刚刚所声明的方法，以便验证是否调用DLL成功，其具体实现如下：
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(); } }运行结果为：
68，证明我们成功调用了DLL动态链库
C#中通过P/Invoke调用DLL动态链库的流程
通过上述一个简单的例子，我们大致了解到了在C#中通过P/Invoke调用DLL动态链库的流程，接下我们将对C#中的代码块做一些改动，便于维护
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在改动中我们将用到
NativeLibrary类中的一个方法，用于设置回调，解析从程序集进行的本机库导入，并实现通过设置DLL的相对路径进行加载，其方法如下：public static void SetDllImportResolver (System.Reflection.Assembly assembly, System.Runtime.InteropServices.DllImportResolver resolver); -
在使用这个方法前，先查看一下其参数
a、assembly: 主要是获取包含当前正在执行的代码的程序集（不过多讲解）
b、resolber: 此参数是我们要注重实现的，我们可以通过查看他的元代码，发现其实现的是一个委托，因此我们对其进行实现。
原始方法如下：public delegate IntPtr DllImportResolver(string libraryName, Assembly assembly, DllImportSearchPath? searchPath); -
实现resolver方法：
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"); // 此处为Dll的路径 //Console.WriteLine(dll); return libraryName switch { NativeLib => NativeLibrary.Load(dll, assembly, searchPath), _ => IntPtr.Zero }; }该方法主要是用于区分在加载DLL时不一定只能是设置绝对路径，也可以使用相对路径对其加载，本区域代码是通过使用委托去实现加载相对路径对其DLL加载，这样做的好处是，便于以后需要更改DLL的路径时，只需要在这个方法中对其相对路径进行修改即可。
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更新C#中的代码，其代码如下：
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(); } } -
最后重新编译，检查其是否能顺利编译通过，最终我们的到的结果为：
68
至此，我们就完成了一个简单的C#调用动态链接库的案例
下面将通过一个具体实例，讲述为什么要这样做？（本实例通过从性能方面进行对比）
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在DLL中的头文件中，加入如下代码：
HEAD void CBubbleSort(int* array, int length); -
在.c文件中加入如下代码：
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#中的代码修改：
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 = 10000; int[] arr = new int[num]; int[] cSharpResult = new int[num]; //随机生成num数量个（0-10000）的数字 Random random = new Random(); for (int i = 0; i < arr.Length; i++) { arr[i] = random.Next(10000); } //利用冒泡排序对其数组进行排序 Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew(); Array.Copy(arr, cSharpResult, arr.Length); cSharpResult = BubbleSort(cSharpResult); Console.WriteLine($"\n C#实现排序所耗时：{sw.ElapsedMilliseconds}ms\n"); // 调用Dll中的冒泡排序算法 NativeLibrary.SetDllImportResolver(Assembly.GetExecutingAssembly(), DllImportResolver); fixed (int* ptr = &arr[0]) { sw.Restart(); CBubbleSort(ptr, arr.Length); } Console.WriteLine($"\n C实现排序所耗时：{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; } } -
执行结果:
C#实现排序所耗时: 130ms C实现排序所耗时：3ms在实现本案例中，可能在编译后，大家所看到的结果不是很出乎意料，但这只是一种案例，希望通过此案例的分析，能给大家带来一些意想不到的收获叭。
最后
简单做一下总结叭，通过上述所描述的从第一步如何创建一个DLL到如何通过C#去调用的一个简单实例，也应该能给正在查阅相关资料的你有所收获，也希望能给在这方面有所研究的你有一些相关的启发，同时也希望能给目前对这方面毫无了解的你有一个更进一步的学习。
作者：百宝门-刘忠帅
