C#与DLL和COM的混合编程（1）-C#调用C++写的非托管的DLL中导出的函数

C#调用C++写的非托管的DLL中导出的函数

Platform invoke是一个使得托管代码（managed code）能够调用DLL中实现的非托管函数（unmanaged functions）的服务（service），例如：那些Win32 API中的函数。它定位（locate）并且调用（invoke）导出的函数，在需要的时候，跨越交互边界列集（marshal）它的参数（integers, strings, arrays, structures等）。
Platform invoke 在运行时（run time）依赖元数据（metadata）来定位导出函数并列集参数.下图说明了这个过程：




下面介绍调用DLL非托管函数的过程

1. 指定DLL中的函数
至少，你要制定一个函数的名字和包含这个函数的DLL
注意ANSI和Unicode版本函数的差别
还可以改变DLL中的函数的名字，例如把MessageBoxA改为MsgBox


using System.Runtime.InteropServices;
public class Win32
{
[DllImport("user32.dll", EntryPoint = "MessageBoxA")]
public static extern int MsgBox(int hWnd, String text, String caption,
uint type);
}


2. 创建一个类来包含DLL中的函数
你可以使用一个已存在的类，或者为每个非托管函数创建一个单独的类，或者为一组非托管函数创建一个类
在一个托管类中包装（Wrapping）常用的DLL函数是一种封装平台相关功能的有效的方法，虽然在某些情况下它（Wrapping）并不是必须的。提供一个包装类是一种方便的方法，因为定义DLL的函数很麻烦又容易出错。如果你使用Visual Basic 或者C#，你必须在C#的Class或者Visual Basic的module内声明DLL的函数
在类的内部，为每一个你想调用的DLL函数定义一个static的方法。定义可以包含其他的信息：例如字符集（character set）或者传递方法参数的调用规则（calling convention），如果忽略了这些信息，将使用默认的设定。
一份完整的声明和默认设定的列表 see Creating Prototypes in Managed Code.
一旦包装完成，你可以像调用其他的static方法一样调用这些方法。Platform invoke自动处理下面的调出函数

当为platform invoke设计一个托管的类的时候，要考虑类和DLL函数之间的关系。例如：
" 在一个已经存在的类中声明DLL函数
" 为每一个DLL函数创建一个单独的类，使得函数独立并且容易找到
" 创建一个包含一系列相关DLL函数的类来逻辑分组并且减少开销


3. 在托管代码中创建函数签名（signature）
[C#] 使用 DllImportAttribute 来制定DLL和函数。把方法标记为static and extern.


4.


[C#]
using System.Runtime.InteropServices;
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct Point {
public int x;
public int y;
}

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
public struct Rect {
[FieldOffset(0)] public int left;
[FieldOffset(4)] public int top;
[FieldOffset(8)] public int right;
[FieldOffset(12)] public int bottom;
}

class Win32API {
[DllImport("User32.dll")]
public static extern bool PtInRect(ref Rect r, Point p);
}




[C#]
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public class MySystemTime {
public ushort wYear;
public ushort wMonth;
public ushort wDayOfWeek;
public ushort wDay;
public ushort wHour;
public ushort wMinute;
public ushort wSecond;
public ushort wMilliseconds;
}
class Win32API {
[DllImport("Kernel32.dll")]
public static extern void GetSystemTime(MySystemTime st);
}




回调函数的理想用到的情形是一个任务重复的执行。另一个通常的用法是enumeration函数，例如：EnumFontFamilies，EnumPrinters, 和EnumWindows
实现一个回调函数
下面的过程描述了怎样在一个托管的应用中使用P/Invoke打印本机上的每一个窗口的handle。特别的是，这个例子使用EnumWindows函数来处理窗口的列表并且,一个托管的回调函数(named CallBack)用来打印窗口的handle的值


[C#]
using System;
using System.Runtime.InteropServices;

public delegate bool CallBack(int hwnd, int lParam);
public class EnumReportApp {
[DllImport("user32")]
public static extern int EnumWindows(CallBack x, int y);
public static void Main()
{
CallBack myCallBack = new CallBack(EnumReportApp.Report);
EnumWindows(myCallBack, 0);
}
public static bool Report(int hwnd, int lParam) {
Console.Write("Window handle is ");
Console.WriteLine(hwnd);
return true;
}
}




实现一个回调函数
（1）. 在实现之间,查看一下EnumWindows函数. EnumWindows的（signature）如下:
BOOL EnumWindows(WNDENUMPROC lpEnumFunc, LPARAM lParam)
一个线索是这个函数需要一个callback的参数lpEnumFunc
（2）. 创建一个托管的函数。例子声明了一个delegate类型(called CallBack)，包含两个参数(hwnd and lparam).
（3）. 创建一个代理（delegate）然后把它作为EnumWindows的参数传递给EnumWindows，Platform invoke自动转换delegate为回调函数。
（4）. 确定垃圾收集器在回调函数完成之前不会回收delegate .当你把delegate当作参数传递时，或者传递一个包含delegate的结构时，在调用的过程中，他不会被回收，这样，在下面这个enumeration的例子中，callback函数在函数调用返回之前完成，所以托管的调用者不需要额外的工作。
如果，callback在函数调用返回之后可以被调用，托管的调用者必须保证在回调函数完成之前delegate没有被垃圾收集。防止垃圾收集的信息参见Interop Marshaling" 实现回调函数（Implementing Callback Functions）
回调函数是在托管应用中的代码来帮助非托管的DLL函数完成一个功能。下面的例子说明了回调函数的元素和怎样在托管代码中实现回调。
回调函数基础
从托管代码中调用DLL中的函数，创建一个DLL中函数的托管的定义然后调用它，这个过程是很直接的
使用DLL的需要回调的函数需要一些额外的步骤。首先，必须通过查找帮助确定一个函数是否需要回调，然后，在你的托管代码中创建回调函数，最后，调用DLL的函数，传递指向回调函数的指针。下图描述了这个过程声明传递Classes
可以传递类的成员给一个非托管DLL的函数，由于类的成员是有固定的布局（layout）。下面的例子说明了怎样传递MySystemTime类顺序定义的成员给User32.dll中的GetSystemTime函数
GetSystemTime 的函数签名（signature）如下
void GetSystemTime(SYSTEMTIME* SystemTime);调用DLL中的函数.
调用你的托管类的方法像你调用其他的方法一样，传递结构体和实现回调函数的情形例外
" 传递结构体(Passing Structures)
声明传递结构
下面的例子显示了怎样在托管代码中定义一个Point和Rect 结构，然后把它们当作参数传递给User32.dll 中的PtInRect函数。
PtInRect的函数签名（signature）如下
BOOL PtInRect(const RECT *lprc, POINT pt);
注意必须传递一个 Rect的引用，因为这个函数需要一个指向RECT类型的指针