c#的dllimport使用方法详解

2023-11-19

DllImport是System.Runtime.InteropServices命名空间下的一个属性类，其功能是提供从非托管DLL（托管/非托管是微软的.net framework中特有的概念，其中，非托管代码也叫本地（native）代码。与Java中的机制类似，也是先将源代码编译成中间代码（MSIL，Microsoft Intermediate Language），然后再由.net中的CLR将中间代码编译成机器代码。）导出的函数的必要调用信息

DllImport属性应用于方法，要求最少要提供包含入口点的dll的名称。

只有入口点的DLL名称：

	[DllImport("standerMFC.dll")]
	public static extern  int PReadUID(ref HHFC_SET stru);

	[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
	public struct HHFC_SET
	{
		[MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)]
		public String Uid;
    
		[MarshalAs(UnmanagedType.I4)]    
		public int code;
	}

DllImport的定义如下：

代码如下:

[csharp] view plain copy

[AttributeUsage(AttributeTargets.Method)]
public class DllImportAttribute: System.Attribute
{
public DllImportAttribute(string dllName) {…} //定位参数为dllName
public CallingConvention CallingConvention; //入口点调用约定
public CharSet CharSet; //入口点采用的字符接
public string EntryPoint; //入口点名称
public bool ExactSpelling; //是否必须与指示的入口点拼写完全一致，默认false
public bool PreserveSig; //方法的签名是被保留还是被转换
public bool SetLastError; //FindLastError方法的返回值保存在这里
public string Value { get {…} }
}

用法示例：

代码如下:

[csharp] view plain copy

[DllImport("kernel32")]
private static extern long WritePrivateProfileString(string section,string key,string val,string filePath);

以上是用来写入ini文件的一个win32api。

用此方式调用Win32API的数据类型对应：DWORD=int或uint，BOOL=bool，预定义常量=enum，结构=struct。

DllImport会按照顺序自动去寻找的地方：

1、exe所在目录

2、System32目录

3、环境变量目录所以只需要你把引用的DLL 拷贝到这三个目录下就可以不用写路径了或者可以这样server.MapPath(.\bin\*.dll)web中的，同时也是应用程序中的后来发现用[DllImport(@"C:\OJ\Bin\Judge.dll")]这样指定DLL的绝对路径就可以正常装载。　

这个问题最常出现在使用第三方非托管DLL组件的时候,我的也同样是这时出的问题,Asp.Net Team的官方解决方案如下:　首先需要确认你引用了哪些组件,那些是托管的,哪些是非托管的.

托管的很好办,直接被使用的需要引用,间接使用的需要拷贝到bin目录下.

非托管的处理会比较麻烦.实际上,你拷贝到bin没有任何帮助,因为CLR会把文件拷贝到一个临时目录下,然后在那运行web,而CLR只会拷贝托管文件,这就是为什么我们明明把非托管的dll放在了bin下却依然提示不能加载模块了.　　

具体做法如下:

1、首先我们在服务器上随便找个地方新建一个目录,假如为C:\DLL　　

2、然后,在环境变量中,给Path变量添加这个目录　　

3、最后,把所有的非托管文件都拷贝到C:\DLL中.　　或者更干脆的把DLL放到system32目录　　对于可以自己部署的应用程序，这样未偿不是一个解决办法，然而，如果我们用的是虚拟空间，我们是没办法把注册PATH变量或者把我们自己的DLL拷到system32目录的。同时我们也不一定知道我们的Dll的物理路径。　　DllImport里面只能用字符串常量，而不能够用Server.MapPath(@"~/Bin/Judge.dll")来确定物理路径。ASP.NET中要使用DllImport的，必须在先“using System.Runtime.InteropServices;”不过，我发现，调用这种"非托管Dll”相当的慢，可能是因为我的方法需要远程验证吧，但是实在是太慢了。经过一翻研究，终于想到了一个完美的解决办法首先我们用

代码如下:

[csharp] view plain copy

[DllImport("kernel32.dll")]
private extern static IntPtr LoadLibrary(String path);
[DllImport("kernel32.dll")]
private extern static IntPtr GetProcAddress(IntPtr lib, String funcName);
[DllImport("kernel32.dll")]
private extern static bool FreeLibrary(IntPtr lib);

分别取得了LoadLibrary和GetProcAddress函数的地址，再通过这两个函数来取得我们的DLL里面的函数。
我们可以先用Server.MapPath(@"~/Bin/Judge.dll")来取得我们的DLL的物理路径，然后再用LoadLibrary进行载入，最后用GetProcAddress取得要用的函数地址

以下自定义类的代码完成LoadLibrary的装载和函数调用

代码如下:

[csharp] view plain copy

public class DllInvoke
{
[DllImport("kernel32.dll")]
private extern static IntPtr LoadLibrary(String path);
[DllImport("kernel32.dll")]
private extern static IntPtr GetProcAddress(IntPtr lib, String funcName);
[DllImport("kernel32.dll")]
private extern static bool FreeLibrary(IntPtr lib);
private IntPtr hLib;
public DllInvoke(String DLLPath)
{
hLib = LoadLibrary(DLLPath);
}
~DllInvoke()
{
FreeLibrary(hLib);
}
//将要执行的函数转换为委托
public Delegate Invoke(String APIName,Type t)
{
IntPtr api = GetProcAddress(hLib, APIName);
return (Delegate)Marshal.GetDelegateForFunctionPointer(api,t);
}
}

下面代码进行调用

代码如下:

[csharp] view plain copy

public delegate int Compile(String command, StringBuilder inf);
//编译
DllInvoke dll ＝ new DllInvoke(Server.MapPath(@"~/Bin/Judge.dll"));
Compile compile = (Compile)dll.Invoke("Compile", typeof(Compile));
StringBuilder inf;
compile(@“gcc a.c -o a.exe“,inf);//这里就是调用我的DLL里定义的Compile函数

大家在实际工作学习C#的时候，可能会问：为什么我们要为一些已经存在的功能（比如Windows中的一些功能，C++中已经编写好的一些方法）要重新编写代码，C#有没有方法可以直接都用这些原本已经存在的功能呢？答案是肯定的，大家可以通过C#中的DllImport直接调用这些功能。
DllImport所在的名字空间 using System.Runtime.InteropServices;
MSDN中对DllImportAttribute的解释是这样的：可将该属性应用于方法。DllImportAttribute 属性提供对从非托管 DLL
导出的函数进行调用所必需的信息。作为最低要求，必须提供包含入口点的 DLL 的名称。    DllImport 属性定义如下：

代码如下:

[csharp] view plain copy

namespace System.Runtime.InteropServices
{ 　
[AttributeUsage(AttributeTargets.Method)]
public class DllImportAttribute: System.Attribute
{ 　
public DllImportAttribute(string dllName)
{...} 　　
public CallingConvention CallingConvention;
public CharSet CharSet; 　
public string EntryPoint; 　
public bool ExactSpelling; 　
public bool PreserveSig; 　　
public bool SetLastError; 　
public string Value { get {...} } 　
}
}

说明：

1、DllImport只能放置在方法声明上。
2、DllImport具有单个定位参数：指定包含被导入方法的 dll 名称的
dllName 参数。
3、DllImport具有五个命名参数：
a、CallingConvention
参数指示入口点的调用约定。如果未指定 CallingConvention，则使用默认值
CallingConvention.Winapi。
b、CharSet 参数指示用在入口点中的字符集。如果未指定 CharSet，则使用默认值
CharSet.Auto。     　　
c、EntryPoint 参数给出 dll 中入口点的名称。如果未指定
EntryPoint，则使用方法本身的名称。      　　　
d、ExactSpelling 参数指示 EntryPoint
是否必须与指示的入口点的拼写完全匹配。如果未指定 ExactSpelling，则使用默认值 false。      　　　
e、PreserveSig
参数指示方法的签名应当被保留还是被转换。当签名被转换时，它被转换为一个具有 HRESULT返回值和该返回值的一个名为 retval
的附加输出参数的签名。如果未指定 PreserveSig，则使用默认值 true。      　　　
f、SetLastError 参数指示方法是否保留
Win32"上一错误"。如果未指定 SetLastError，则使用默认值 false。      　
4、它是一次性属性类。
　　

5、此外，用 DllImport 属性修饰的方法必须具有 extern 修饰符。

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托管与非托管

托管代码与非托管代码

众所周知，我们正常编程所用的高级语言，是无法被计算机识别的。需要先将高级语言翻译为机器语言，才能被机器理解和运行。
在标准C/C++中，编译过程是这样的：
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源代码首先经过预处理器，对头文件以及宏进行解析，然后经过编译器，生成汇编代码，接着，经过汇编，生成机器指令，最后将所有文件连接起来。这种编译方式的优点在于，最终直接生成了机器码，可以直接被计算机识别和运行，无需任何中间运行环境，但缺点也在于，由于不同平台能够识别的机器码不同，因此程序的跨平台能力较差。
而在Java语言中，源代码并没有被直接翻译成机器码，而是编译成了一种中间代码（字节码Bytecode）。因此，运行Java程序需要一个额外的JRE（Java Runtime Enviromental）运行环境，在JRE中存在着JVM（Java Virtual Mechinal，Java虚拟机），在程序运行的时候，会将中间代码进一步解释为机器码，并在机器上运行。

使用中间代码的好处在于，程序的跨平台性比较好，一次编译，可以在不同的设备上运行。

托管/非托管是微软的.net framework中特有的概念，其中，非托管代码也叫本地（native）代码。与Java中的机制类似，也是先将源代码编译成中间代码（MSIL，Microsoft Intermediate Language），然后再由.net中的CLR将中间代码编译成机器代码。

而C#与Java的区别在于，Java是先编译后解释，C#是两次编译。

托管的方式除了拥有跨平台的优点之外，对程序的性能也产生一定的影响。但程序性能不在本文讨论的范围，这里不在赘述。
此外，在.net中，C++也可以进行托管扩展，从而使C++代码也依赖于.net和CLR运行，获得托管代码的优势。

托管资源与非托管资源

在上一节中，我们讲到，托管代码与非托管代码相比，有下列不同：

编译运行过程不同
跨平台能力不同
程序性能不同

本节中，我们会涉及到托管和非托管的另一个区别：

释放资源的方式不同

在C/C++中，资源都是需要手动释放的，比如，你new了一个指针，用过之后就需要delete掉，否则就会造成内存泄露。
而在Java中，不必考虑资源释放的问题，Java的垃圾回收机制（GC，Garbage Collection）会保证失效的资源被自动释放。
而C#的机制与Java类似，运行于.net平台上的代码，分配的资源一般会自动由平台的垃圾回收器释放，这样的资源就是托管资源。
但是一些例外的资源，如System.IO.StreamReader等各种流、各种连接所分配的资源，需要显式调用Close()或Dispose()释放，这种资源就叫做非托管资源。

托管与非托管的混合编程

在C#的三大难点之前传：什么时候应该使用C#？中我提到过，C#的一大优势在于Windows平台下的界面编程。但由于C#并不是很普及，经常出现底层或后台代码采用C/C++编写的情况，此时，若选择C#作为界面语言，则必然遇到一个C#调用C++代码的问题。
比较普遍的解决方案就是，先将C/C++的代码生成为DLL动态运行库，再在C#中调用。
举个例子
在C中：

#include 
#include 

void DisplayHelloFromDLL()
{
    printf ("Hello from DLL !\n");
}

void CallHelloFromDLL(char* cp)
{
    printf (cp);
    printf ("\n");
    *cp='a';
    cp++;
    printf (cp);
    printf ("\n");
}

在C#中：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace TestConsole
{
    using System;
    using System.Runtime.InteropServices;     // DLL support

    class Program
    {
        [DllImport(@"TestLib.dll")]
        public static extern void DisplayHelloFromDLL();

        [DllImport(@"TestLib.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
        public static extern void CallHelloFromDLL(StringBuilder s);

        static void Main()
        {
            Console.WriteLine("This is C# program");
            DisplayHelloFromDLL();
            StringBuilder sb = new StringBuilder(100);
            CallHelloFromDLL(sb);
            Console.WriteLine(sb);
    }
}

在混合编程中，涉及了几个要点。

如何在DLL中将函数接口暴露出来？
有两种方式，一种是采用__declspec(dllexport)的声明，另一种是编写额外的def文件，如
```
;导出DLL函数
LIBRARY testLib
EXPORTS 
DisplayHelloFromDLL
CallHelloFromDLL
```
DLL与C#之间如何进行数据传送？
这个问题其实很复杂，像int，double这种基本的数据类型，是很好传递的。到了byte和char，就有点复杂了，更复杂的还有string和stringBuilder，以及结构体的传递等。
若传递的是指针，有两种方法，一种是采用托管的方式，使用Intptr存储指针，并使用ref获得地址（&）；另一种是在C#中编写非托管的代码，用unsafe声明：
```
unsafe
{
//非托管代码
}
```
在非托管代码中，即可进行指针相关的操作。
若传递的是函数指针，由于C#中没有函数指针的概念，因此采用委托（delegate）的方式。
若传递的是自定义结构体，也可以采用ref的方式传递。
这个如果有机会的话，我会单独整理一下。
extern “C”、CallingConvention =CallingConvention.Cdecl)等必要声明。
这里面也牵涉到复杂的语言机制，本文不再赘述。

参考文献：
[译]C++, Java和C#的编译过程解析
 编译原理

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