从C++看C#托管内存与非托管内存

进程的内存

一个exe文件，在没有运行时，其磁盘存储空间格式为函数代码段+全局变量段。加载为内存后，其进程内存模式增加为函数代码段+全局变量段+函数调用栈+堆区。我们重点讨论堆区。

托管堆与非托管堆

  • C#

int a=10这种代码申请的内存空间位于函数调用栈区，

var stu=new Student();
GC.Collect();

new运算符申请的内存空间位于堆区。关键在于new关键字。在C#中，这个关键字是向CLR虚拟机申请空间，因此这个内存空间位于托管堆上面，如果没有对这个对象的引用，在我们调用GC.Collect()后，或者CLR主动收集垃圾，申请的这段内存空间就会被CLR释放。这种机制简化了内存管理，我们不能直接控制内存的释放时机。不能精确指定释放哪个对象占用的空间。

我不太清楚CLR具体原理，但CLR也只是运行在操作系统上的一个程序。假设它是C++写的，那么我们可以想象，CLR调用C++new关键字后向操作系统申请了一个堆区空间，然后把这个变量放在一个全局列表里面。然后记录我们运行在CLR上面的C#托管程序堆这个对象的引用。当没有引用存在之后，CLR从列表中删除这个对象，并调用delete xxx把内存释放给操作系统。

但是非托管堆呢？

  • C++

在C++中也有new关键字，比如

Student* stu=new Student();
delete stu;
//引发异常
cout >> stu->Name >> stu->Age;

申请的内存空间也位于堆区。但又C++没有虚拟机，所以C++中的new关键字实际上是向操作系统申请内存空间，在进程关闭后，又操作系统释放。但是C++给了另一个关键字delete，delete stu可以手动释放向操作系统申请的内存空间。之后访问这个结构体的字段会抛出异常。

  • C

C语言中没有new关键字，但却有两个函数，malloc和free。

int* ptr = (int *)malloc(5 * sizeof(int));
free(ptr);

他们起到了和C++中new关键字相同的作用。也是向操作系统申请一块在堆区的内存空间。

C#通过new关键字向CLR申请的内存空间位于托管堆。C++通过new关键字向操作系统申请的内存空间位于非托管堆。C语言通过malloc和free向操作系统申请的内存空间也位于非托管堆。C#的new关键字更像是对C++的new关键字的封装。

C#如何申请位于非托管堆的内存空间

C#本身的new运算符申请的是托管堆的内存空间，要申请非托管堆内存空间，目前我知道的只有通过调用C++的动态链接库实现。在.net8以前，使用DllImport特性在函数声明上面。在.net8，使用LibraryImport特性在函数声明上面

C++部分

新建一个C++动态链接库项目

image

然后添加.h头文件和.cpp源文件

//Student.h#pragma once
#include <string>
using namespace std;extern struct Student
{wchar_t* Name;// 使用 char* 替代 std::string 以保证与C#兼容int Age;
};//__declspec(xxx)是MSC编译器支持的关键字，dllexport表示导出后面的函数
/// <summary>
/// 创建学生
/// </summary>
/// <param name="name">姓名</param>
/// <returns>学生内存地址</returns>
extern "C" __declspec(dllexport) Student* CreateStudent(const wchar_t* name);/// <summary>
/// 释放堆上的内存
/// </summary>
/// <param name="student">学生地址</param>
extern "C" __declspec(dllexport) void FreeStudent(Student* student);

//Student.cpp//pch.h在项目属性中指定，pch.cpp必需
#include "pch.h"#include "Student.h"
#include <cstring>Student* CreateStudent(const wchar_t* name)
{//new申请堆空间Student* student = new Student;student->Age = 10;//new申请名字所需要的堆空间//wcslen应对unicode,ansi的话,使用strlen和char就够了student->Name = new wchar_t[wcslen(name) + 1];//内存赋值wcscpy_s(student->Name, wcslen(name) + 1, name);return student;
}void FreeStudent(Student* student)
{// 假设使用 new 分配delete[] student->Name;//释放数组形式的堆内存delete student; 
}

生成项目后，在解决方案下的x64\Debug中可以找到DLL

C#部分

由于C++动态链接库不符合C#动态链接库的规范。所以没法在C#项目的依赖中直接添加对类库的引用。只需要把DLL放在项目根目录下，把文件复制方式改为总是复制,然后代码中导入。

[DllImport("Student.dll", //指定DLL
CharSet=CharSet.Unicode//指定字符串编码
)]
public static extern IntPtr CreateStudent(string name);[DllImport("Student.dll")]
private static extern IntPtr FreeStudent(IntPtr stu);public static void Main()
{string studentName = "John";//用IntPtr接收C++申请空间的起始地址IntPtr studentPtr = CreateStudent(studentName);// 在C#中操作Student结构体需要进行手动的内存管理，如下// 从地址所在内存构建C#对象或结构体，类似于指针的解引用Student student = Marshal.PtrToStructure<Student>(studentPtr);// 访问学生信息//Marshal.PtrToStringUni(student.Name)将一段内存解释为unicode字符串，直到遇见结束符'\0'Console.WriteLine($"Student Name: {Marshal.PtrToStringUni(student.Name)}, Age: {student.Age}");// 记得释放分配的内存FreeStudent(studentPtr);
}// 定义C++的Student结构体
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct Student
{// IntPtr对应C++中的 char*public IntPtr Name;public int Age;
}

调用结果如下

image

非托管类释放非托管内存空间

如果我们把C++代码的调用封装成类，那么可以实现IDisposable接口。在Dispose方法中释放资源，然后使用using语句块来确保Dispose方法被调用。这样使得内存泄漏可能性降低。

继承IDisposable接口后按下alt+enter，选择通过释放模式实现接口可以快速生成代码

/// <summary>
/// 非托管类
/// </summary>
public class Student:IDisposable
{// 定义C++的Student结构体[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]private struct _Student{public IntPtr Name;public int Age;}// IntPtr对应C++中的 char*//需要在Dispose中手动释放private IntPtr _this;private IntPtr name;public string Name => Marshal.PtrToStringUni(name);public int Age;private bool disposedValue;public Student(string name){_this=CreateStudent(name);_Student layout = Marshal.PtrToStructure<_Student>(_this);//记住要释放的内存起始地址this.Age = layout.Age;this.name = layout.Name;}[DllImport("Student.dll", CharSet = CharSet.Unicode)]private static extern IntPtr CreateStudent(string name);[DllImport("Student.dll")]private static extern IntPtr FreeStudent(IntPtr stu);protected virtual void Dispose(bool disposing){if (!disposedValue){if (disposing){// TODO: 释放托管状态(托管对象)}// TODO: 释放未托管的资源(未托管的对象)并重写终结器if (_this != IntPtr.Zero){FreeStudent(_this);//设置为不可访问_this = IntPtr.Zero;name = IntPtr.Zero;}// TODO: 将大型字段设置为 nulldisposedValue = true;}}// // TODO: 仅当“Dispose(bool disposing)”拥有用于释放未托管资源的代码时才替代终结器// ~Student()// {//     // 不要更改此代码。请将清理代码放入“Dispose(bool disposing)”方法中//     Dispose(disposing: false);// }public void Dispose(){// 不要更改此代码。请将清理代码放入“Dispose(bool disposing)”方法中Dispose(disposing: true);GC.SuppressFinalize(this);}
}

然后在Main中创建对象

string studentName = "John";
using (Student stu=new Student(studentName))
{Console.WriteLine($"Student Name: {stu.Name}, Age: {stu.Age}");
}
return;

结果

image

代码确实执行到了这里。

  • 单步调试执行流程，using->Console->Dispose()->Dispose(bool disposing)->FreeStudent(_this);

image

事实上可以在FreeStudent(_this);之后加一句代码Console.WriteLine(Name);，你将会看到原本的正常属性变成了乱码

image

其实代码有点重复。如果我把_Student layout = Marshal.PtrToStructure<_Student>(_this);中的layout定义为Student的私有成员，那么Student中的那两个私有指针就不需要了，完全可以从layout中取得。

文章转载自：ggtc

原文链接：https://www.cnblogs.com/ggtc/p/18333486

体验地址：引迈 - JNPF快速开发平台_低代码开发平台_零代码开发平台_流程设计器_表单引擎_工作流引擎_软件架构

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.rhkb.cn/news/393215.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系长河编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

找工作准备刷题Day21 动态规划算法 (卡尔41期训练营 8.6）

找工作准备刷题Day21 动态规划算法 (卡尔41期训练营 8.6）

上周有些事情回了趟老家&#xff0c;祝广大博友身体健康&#xff0c;多运动。前面的贪心算法题目后面慢慢补&#xff0c;近期找到了一个实习&#xff0c;大概持续三个月&#xff0c;现在计划是白天工作&#xff0c;晚上下班以后运动运动刷题。要加强牛客网那种两小时3道题的刷题…
阅读更多...
Zero123 论文学习

Zero123 论文学习

论文链接&#xff1a;https://arxiv.org/abs/2303.11328 代码链接&#xff1a;https://github.com/cvlab-columbia/zero123 解决了什么问题&#xff1f; 人类通常能够仅凭一个相机视角来想象物体的三维形状和外观。这种能力对于日常任务非常重要&#xff0c;例如物体操纵和在…
阅读更多...
Ubuntu distro环境搭建

Ubuntu distro环境搭建

0 Preface/Foreword 1 环境搭建 1.1 安装make工具 sudo apt install make 1.1.1 查看make版本 1.1.2 查看make使用方法 2 搭建交叉编译工具链 2.1 解压交叉工具链到指定路径 命令解释如下&#xff1a; sudo&#xff0c; 表示使用administrative privilegetar&#xff0c;…
阅读更多...
3.达梦数据库基础运维管理

3.达梦数据库基础运维管理

文章目录 前言一、基础数据库管理权限角色管理1.1 DM 系统管理员的类型1.2 角色责则分类 DM 数据库2.1 数据库评估2.2 状态和模式 参考内容 前言 本篇博客为上一篇博客的进阶版&#xff0c;主要针对常规达梦数据库的基本管理上面 一、基础数据库管理 权限角色管理 1.1 DM 系…
阅读更多...
母带混音插件-Musik Hack Master Plan 1.59 WiN-MAC,长期更新持续有效

母带混音插件-Musik Hack Master Plan 1.59 WiN-MAC,长期更新持续有效

Musik Hack Master Plan 1.59 WiN-MAC 一款专业的音频母带制作流程&#xff0c;只需简单的控制就能制作出适合发布的母带&#xff1a; 水晶般清晰的响度、丰富的模拟饱和度、相位一致的成像、物理磁带模拟&#xff0c;以及修复和监听混音的额外工具。 一。Musik Hack Master P…
阅读更多...
ViT算法解读——Transformer在分类任务中的应用

ViT算法解读——Transformer在分类任务中的应用

论文&#xff1a;An image is worth 16x16 words: Transformers for image recognition at scale 作者&#xff1a;Alexey Dosovitskiy, Lucas Beyer, Alexander Kolesnikov, Dirk Weissenborn, Xiaohua Zhai, Thomas Unterthiner, Mostafa Dehghani, Matthias Minderer, Georg…
阅读更多...
Golang | Leetcode Golang题解之第322题零钱兑换

Golang | Leetcode Golang题解之第322题零钱兑换

题目&#xff1a; 题解&#xff1a; func coinChange(coins []int, amount int) int {var (dfs func(x int) int // x金额 最少硬币个数memo make(map[int]int) // 记忆化)dfs func(x int) int {//边界if x 0 {return 0} else if x < 0 {return math.MaxInt32}//记…
阅读更多...
有限元和稀疏矩阵

有限元和稀疏矩阵

对于大规模的有限元计算&#xff0c;系统的整体刚度矩阵是非常耗费内存的&#xff0c;以百万自由度为例&#xff0c;刚度矩阵K的大小为100万x100万&#xff0c;元素大小为双精度double&#xff0c;占用8 byte&#xff0c;那么K占用的内存为100万x100万x8 byte 8000G&#xff0…
阅读更多...
盘点4款令人惊艳的视频剪辑工具

盘点4款令人惊艳的视频剪辑工具

在这个短视频盛行的时代&#xff0c;每个人都可以成为视频内容的创作者。但是&#xff0c;在此之前&#xff0c;拥有一款适合自己的剪辑软件十分重要。今天我就来和大家来说一说我自己觉得比较好用的4款剪辑软件。 1、福昕剪辑神器 直达链接&#xff1a;www.pdf365.cn/foxit-c…
阅读更多...
【验证码逆向专栏】某安登录流程详解与验证码逆向分析与识别

【验证码逆向专栏】某安登录流程详解与验证码逆向分析与识别

声明 本文章中所有内容仅供学习交流使用&#xff0c;不用于其他任何目的&#xff0c;不提供完整代码&#xff0c;抓包内容、敏感网址、数据接口等均已做脱敏处理&#xff0c;严禁用于商业用途和非法用途&#xff0c;否则由此产生的一切后果均与作者无关&#xff01; 本文章未…
阅读更多...
DedeCMS-V5.7.82-UTF8织梦管理系统漏洞

DedeCMS-V5.7.82-UTF8织梦管理系统漏洞

将靶场环境放到www目录下——访问/dedecms/uploads 安装程序 - 织梦内容管理系统 V5.7 UTF8SP2 同意协议——继续 继续 配置后——点击继续 进入后台 登录后台——填写用户名密码。 方法一&#xff1a;上传shell文件 后台——核心——附件管理——上传新文件。 访问/dedecms…
阅读更多...
接口测试之python+rquest+unittest分层自动化框架

接口测试之python+rquest+unittest分层自动化框架

接口测试之接口po框架 一、新建一个项目 接口自动化框架设计实战&#xff1a; 第一包&#xff1a;config 案例&#xff1a; #登录接口 dl_url http://cms.duoceshi.cn/cms/manage/loginJump.do dl_d {userAccount: admin, loginPwd: 123456} dl_h "Content-Type:app…
阅读更多...
若依分离版本部署流程—开启HTTPS访问。

若依分离版本部署流程—开启HTTPS访问。

目录 前言 一、申请证书 二、后端打包 三、前端打包 四、服务器部署 ① Redis启动 ② 运行Jar包 ③ 上传ssl证书到服务器 ④ Nginx配置前端部分 五、访问 前言 在若依分离版本的项目部署过程中&#xff0c;跟大多数前后端分离项目差不多&#xff0c;都是前后端分别打包到服…
阅读更多...
鸿蒙（API 12 Beta2版）媒体开发【使用AudioRenderer开发音频播放功能】

鸿蒙（API 12 Beta2版）媒体开发【使用AudioRenderer开发音频播放功能】

音频播放开发概述 如何选择音频播放开发方式 系统提供了多样化的API&#xff0c;来帮助开发者完成音频播放的开发&#xff0c;不同的API适用于不同音频数据格式、音频资源来源、音频使用场景&#xff0c;甚至是不同开发语言。因此&#xff0c;选择合适的音频播放API&#xff…
阅读更多...
Linux学习笔记：iptables命令管理

Linux学习笔记：iptables命令管理

1、iptables简介 其实iptables只是Linux防火墙的管理工具而已&#xff0c;位于/sbin/iptables。真正实现防火墙功能的是netfilter&#xff0c;它是Linux内核中实现包过滤的内部结构。 语法格式&#xff1a;iptables [-t table] COMMAND [chain] CRETIRIA -j ACTION -t&#…
阅读更多...
xss漏洞（五，xss-labs靶场搭建及简单讲解）

xss漏洞（五，xss-labs靶场搭建及简单讲解）

本文仅作为学习参考使用&#xff0c;本文作者对任何使用本文进行渗透攻击破坏不负任何责任。 前言&#xff1a; 本文基于github上的xss-labs靶场以及PHP study进行操作。 一&#xff0c;靶场环境搭建。 1, 下载并解压到phpstudy的www目录下。 同前文一致&#xff0c;将文件…
阅读更多...
精准防控，高效管理：AI智能分析网关V4区域未停留检测算法的介绍及应用

精准防控，高效管理：AI智能分析网关V4区域未停留检测算法的介绍及应用

一、区域未停留AI检测算法概述 随着人工智能和计算机视觉技术的飞速发展&#xff0c;区域未停留AI检测算法作为一种重要的视频分析技术&#xff0c;逐渐在各个领域得到广泛应用。该算法通过高效处理视频流数据&#xff0c;能够实时分析并判断目标对象是否在预设区域内有足够的…
阅读更多...
PSTNET阅读

PSTNET阅读

ICLR2021 点云序列在空间维度上具有不规则性和无序性&#xff0c;但在时间维度上具有规律性和有序性。 现有的基于网格的卷积不能直接应用于原始点云序列的时空建模。 在时空序列下&#xff0c;基于网格和基于点的卷积对比。 创新点 1.首次尝试在原始点云序列建模中分解空间…
阅读更多...
【Java 第九篇章】多线程实际工作中的头大的模块

【Java 第九篇章】多线程实际工作中的头大的模块

多线程是一种编程概念&#xff0c;它允许多个执行路径&#xff08;线程&#xff09;在同一进程内并发运行。 一、多线程的概念和作用 1、概念 线程是程序执行的最小单元&#xff0c;一个进程可以包含多个线程。每个线程都有自己的程序计数器、栈和局部变量&#xff0c;但它们…
阅读更多...
Python获取Excel内容

Python获取Excel内容

Python获取Excel内容 目录 Python获取Excel内容1.读取Excel并登陆2.下载Excel中图片 数据存储到列表3.上传到接口 需求&#xff1a;获取xlsx files目录下的所有Excel信息&#xff0c;并将数据打包成字典格式上传到接口 示例数据&#xff1a; 1.读取Excel并登陆 import os impo…
阅读更多...
最新文章
推荐文章

Copyright @ 2022~2023