C# 托管内存与非托管内存之间的转换

c#有自己的内存回收机制，所以在c#中我们可以只new，不用关心怎样delete，c#使用gc来清理内存，这部分内存就是managed memory，大部分时候我们工作于c#环境中，都是在使用托管内存，然而c#毕竟运行在c++之上，有的时候，（比如可能我们需要引入一些第三方的c++或native代码的库，在Unity3d开发中很常见）我们需要直接在c#中操纵非托管的代码，这些non-managed memory我们就需要自己去处理他们的申请和释放了， c# 中提供了一些接口，完成托管和非托管之间的转换，以及对这部分内存的操作。

基本上有以下几种：

1.managed memory-> unmanaged memory
比如在c#中调用第三方的某个c++库，库中有个函数是void func(float * data, int length).我们需要传入给data的就应该是一个非托管的代码（why？首先传入托管的内存，c#层很可能会把它gc掉，而c++还在使用，而且托管的mem它的指针地址可能会发生改变，因此直接传给c++可能拿到的地址是错误的）

代码如下：

using System.Runtime.InteropServices;
float[] _managed_data  =... // this is the c# managed data
GCHandle unmanaged_data_handle = GCHandle.Alloc(_managed_data, GCHandleType.Pinned); //这里将标记_managed_data暂时不能被gc回收，并且固定对象的地址
func(unmanaged_data_handle.AddrOfPinnedObject(),_managed_data.Length);//这里将拿到非托管内存的固定地址，传给c++
unmanaged_data_handle.Free();//使用完毕后，将其handle free，这样c#可以正常gc这块内存

2.un-managed memory->managed memory
在c++中返回一个un-managed mem给c#使用。有时需要在c++中分配一块处理好的内存，然后返回给c#来使用，如c++中某个接口 int func(int** data) (注意这里要使用指针的指针，因为data是得到的结果)

IntPtr unmanaged_ptr=IntPtr.Zero; //定义这个c#中用来接收c++返回数据的指针类型
int length = func(out unmanaged_ptr )；//调用c++的函数，使unmanaged_ptr指向c++里分配的内存，注意这里用out ，才能与c++里面的**匹配。
byte[] managed_data = new byte[length];
Marshal.Copy(unmanaged_ptr, managed_data, 0, length);//将非托管内存拷贝成托管内存，才能在c#里面使用
Marshal.FreeHGlobal(unmanaged_ptr);//释放非托管的内存

3.在c#直接申请一个un-managed mem传给c++
有时需要直接在c#开辟一块非托管的内存，传给c++用，这块内存同样可以在c#中用后销毁。代码如下

IntPtr unmanaged_data_prt = Marshal. AllocHGlobal(100);// 直接分配100 byte的内存
func(unmanaged_data_prt);//传给c++使用
Marshal.FreeHGlobal(unmanaged_data_prt);使用后销毁非托管内存

此外 Marshal类里面还有很多处理非托管内存的方法。

备注

托管内存和非托管内存在c#里面可以互相自由的转化，主要通过Marshal类和GCHandle类，编程时只要注意非托管的内存一定要负责好释放就可以了。
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