C#與DLL和COM的混合編程（1）-C#調用C++寫的非託管的DLL中匯出的函數

C#調用C++寫的非託管的DLL中匯出的函數

Platform invoke是一個使得Managed 程式碼（managed code）能夠調用DLL中實現的非託管函數（unmanaged functions）的服務（service），例如：那些Win32 API中的函數。它定位（locate）並且調用（invoke）匯出的函數，在需要的時候，跨越互動邊界列集（marshal）它的參數（integers, strings, arrays, structures等）。
Platform invoke 在運行時（run time）依賴中繼資料（metadata）來定位匯出函數並列集參數.說明了這個過程：

 

 

下面介紹調用DLL非託管函數的過程

1. 指定DLL中的函數
至少，你要制定一個函數的名字和包含這個函數的DLL
注意ANSI和Unicode版本函數的差別
還可以改變DLL中的函數的名字，例如把MessageBoxA改為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. 建立一個類來包含DLL中的函數
你可以使用一個已存在的類，或者為每個非託管函數建立一個單獨的類，或者為一組非託管函數建立一個類
在一個託管類中封裝（Wrapping）常用的DLL函數是一種封裝平台相關功能的有效方法，雖然在某些情況下它（Wrapping）並不是必須的。提供一個封裝類是一種方便的方法，因為定義DLL的函數很麻煩又容易出錯。如果你使用Visual Basic 或者C#，你必須在C#的Class或者Visual Basic的module內聲明DLL的函數
在類的內部，為每一個你想調用的DLL函數定義一個static的方法。定義可以包含其他的資訊：例如字元集（character set）或者傳遞方法參數的調用規則（calling convention），如果忽略了這些資訊，將使用預設的設定。
一份完整的聲明和預設設定的列表 see Creating Prototypes in Managed Code.
一旦封裝完成，你可以像調用其他的static方法一樣調用這些方法。Platform invoke自動處理下面的調出函數

當為platform invoke設計一個託管的類的時候，要考慮類和DLL函數之間的關係。例如：
• 在一個已經存在的類中聲明DLL函數
• 為每一個DLL函數建立一個單獨的類，使得函數獨立並且容易找到
• 建立一個包含一系列相關DLL函數的類來邏輯分組並且減少開銷

3. 在Managed 程式碼中建立函數簽名（signature）
 [C#] 使用 DllImportAttribute 來制定DLL和函數。把方法標記為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);
}

 

  
回呼函數的理想用到的情形是一個任務重複的執行。另一個通常的用法是enumeration函數，例如：EnumFontFamilies，EnumPrinters, 和EnumWindows
實現一個回呼函數
下面的流程說明了怎樣在一個託管的應用中使用P/Invoke列印本機上的每一個視窗的handle。特別的是，這個例子使用EnumWindows函數來處理視窗的列表並且,一個託管的回呼函數(named CallBack)用來列印視窗的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;
    }
}

實現一個回呼函數
（1）. 在實現之間,查看一下EnumWindows函數. EnumWindows的（signature）如下:
BOOL EnumWindows(WNDENUMPROC lpEnumFunc, LPARAM lParam)
一個線索是這個函數需要一個callback的參數lpEnumFunc
（2）. 建立一個託管的函數。例子聲明了一個delegate類型(called CallBack)，包含兩個參數(hwnd and lparam).
（3）. 建立一個代理（delegate）然後把它作為EnumWindows的參數傳遞給EnumWindows，Platform invoke自動轉換delegate為回呼函數。
（4）. 確定垃圾收集器在回呼函數完成之前不會回收delegate .當你把delegate當作參數傳遞時，或者傳遞一個包含delegate的結構時，在調用的過程中，他不會被回收，這樣，在下面這個enumeration的例子中，callback函數在函數調用返回之前完成，所以託管的調用者不需要額外的工作。
如果，callback在函數調用返回之後可以被調用，託管的調用者必須保證在回呼函數完成之前delegate沒有被垃圾收集。防止垃圾收集的資訊參見Interop Marshaling• 實現回呼函數（Implementing Callback Functions）
回呼函數是在託管應用中的代碼來協助非託管的DLL函數完成一個功能。下面的例子說明了回呼函數的元素和怎樣在Managed 程式碼中實現回調。
回呼函數基礎
從Managed 程式碼中調用DLL中的函數，建立一個DLL中函數的託管的定義然後調用它，這個過程是很直接的
使用DLL的需要回調的函數需要一些額外的步驟。首先，必須通過尋找協助確定一個函數是否需要回調，然後，在你的Managed 程式碼中建立回呼函數，最後，調用DLL的函數，傳遞指向回呼函數的指標。描述了這個過程聲明傳遞Classes
可以傳遞類的成員給一個非託管DLL的函數，由於類的成員是有固定的布局（layout）。下面的例子說明了怎樣傳遞MySystemTime類順序定義的成員給User32.dll中的GetSystemTime函數
GetSystemTime 的函數簽名（signature）如下
void GetSystemTime(SYSTEMTIME* SystemTime);調用DLL中的函數.
調用你的託管類的方法像你調用其他的方法一樣，傳遞結構體和實現回呼函數的情形例外
• 傳遞結構體(Passing Structures)
聲明傳遞結構
下面的例子顯示了怎樣在Managed 程式碼中定義一個Point和Rect 結構，然後把它們當作參數傳遞給User32.dll 中的PtInRect函數。
PtInRect的函數簽名（signature）如下
BOOL PtInRect(const RECT *lprc, POINT pt);
注意必須傳遞一個 Rect的引用，因為這個函數需要一個指向RECT類型的指標