P/Invoke之C#調(diào)用動態(tài)鏈接庫DLL的方法是什么

這篇文章主要介紹了P/Invoke之C#調(diào)用動態(tài)鏈接庫DLL的方法是什么的相關(guān)知識，內(nèi)容詳細(xì)易懂，操作簡單快捷，具有一定借鑒價值，相信大家閱讀完這篇P/Invoke之C#調(diào)用動態(tài)鏈接庫DLL的方法是什么文章都會有所收獲，下面我們一起來看看吧。

P/Invok是什么？

本編所涉及到的工具以及框架：

1、Visual Studio 2022

2、.net 6.0

P/Invoke全稱為Platform Invoke(平臺調(diào)用)，其實(shí)際上就是一種函數(shù)調(diào)用機(jī)制，通過P/Invoke就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)用非托管Dll中的函數(shù)。

在開始之前，我們首先需要了解C#中有關(guān)托管與非托管的區(qū)別

托管（Collocation），即在程序運(yùn)行時會自動釋放內(nèi)存;

非托管，即在程序運(yùn)行時不會自動釋放內(nèi)存。

廢話不多說，直接實(shí)操

第一步：

• 打開VS2022，新建一個C#控制臺應(yīng)用

• 右擊解決方案，添加一個新建項，新建一個"動態(tài)鏈接庫（DLL）"，新建完之后需要右擊當(dāng)前項目--> 屬性 --> C/C++ --> 預(yù)編譯頭 --> 選擇"不使用編譯頭"

在新建的DLL中我們新建一個頭文件，用于編寫我們的方法定義，然后再次新建一個C++文件，后綴以.c 結(jié)尾

第二步：

在我們DLL中的頭文件(Native.h)中定義相關(guān)的Test方法，具體代碼如下：

#pragma once
// 定義一些宏
#ifdef __cplusplus
#define EXTERN extern "C"
#else
#define EXTERN
#endif
#define CallingConvention _cdecl
// 判斷用戶是否有輸入，從而定義區(qū)分使用dllimport還是dllexport
#ifdef DLL_IMPORT 
#define HEAD EXTERN __declspec(dllimport)
#else
#define  HEAD EXTERN __declspec(dllexport)
#endif
HEAD int CallingConvention Sum(int a, int b);

之后需要去實(shí)現(xiàn)頭文件中的方法，在Native.c中實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)如下：

#include "Native.h" // 導(dǎo)入頭部文件
#include "stdio.h"
HEAD int Add(int a, int b)
{
    return a+b;
}

• 在這些步驟做完后，可以嘗試生成解決方案，檢查是否報錯，沒有報錯之后，將進(jìn)入項目文件中，檢查是否生成DLL (../x64/Debug)

第三步:

在這里之后，就可以在C#中去嘗試調(diào)用剛剛所聲明的方法，以便驗(yàn)證是否調(diào)用DLL成功，其具體實(shí)現(xiàn)如下：

using System.Runtime.InteropServices;
class Program
{
    [DllImport(@"C:\My_project\C#_Call_C\CSharp_P_Invoke_Dll\x64\Debug\NativeDll.dll")]
    public static extern int Add(int a, int b);
    public static void Main(string[] args)
    {
        int sum = Add(23, 45);
        Console.WriteLine(sum);
        Console.ReadKey();
    }
}

運(yùn)行結(jié)果為：68，證明我們成功調(diào)用了DLL動態(tài)鏈庫

C#中通過P/Invoke調(diào)用DLL動態(tài)鏈庫的流程

  通過上述一個簡單的例子，我們大致了解到了在C#中通過P/Invoke調(diào)用DLL動態(tài)鏈庫的流程，接下我們將對C#中的代碼塊做一些改動，便于維護(hù)

在改動中我們將用到NativeLibrary類中的一個方法，用于設(shè)置回調(diào)，解析從程序集進(jìn)行的本機(jī)庫導(dǎo)入，并實(shí)現(xiàn)通過設(shè)置DLL的相對路徑進(jìn)行加載，其方法如下：

public static void SetDllImportResolver (System.Reflection.Assembly assembly, System.Runtime.InteropServices.DllImportResolver resolver);

在使用這個方法前，先查看一下其參數(shù)

a、assembly: 主要是獲取包含當(dāng)前正在執(zhí)行的代碼的程序集（不過多講解）
b、resolber: 此參數(shù)是我們要注重實(shí)現(xiàn)的，我們可以通過查看他的元代碼，發(fā)現(xiàn)其實(shí)現(xiàn)的是一個委托，因此我們對其進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。
原始方法如下：

public delegate IntPtr DllImportResolver(string libraryName, Assembly assembly, DllImportSearchPath? searchPath);

實(shí)現(xiàn)resolver方法：

const string NativeLib = "NativeDll.dll";
static IntPtr DllImportResolver(string libraryName, Assembly assembly, DllImportSearchPath? searchPath)
{
    string dll = Path.Combine(new DirectoryInfo(Environment.CurrentDirectory).Parent.Parent.Parent.Parent.ToString(), "x64","Release", "NativeDll.dll"); // 此處為Dll的路徑
    //Console.WriteLine(dll);
    return libraryName switch
    {
        NativeLib => NativeLibrary.Load(dll, assembly, searchPath),
        _ => IntPtr.Zero
    };
}

該方法主要是用于區(qū)分在加載DLL時不一定只能是設(shè)置絕對路徑，也可以使用相對路徑對其加載，本區(qū)域代碼是通過使用委托去實(shí)現(xiàn)加載相對路徑對其DLL加載，這樣做的好處是，便于以后需要更改DLL的路徑時，只需要在這個方法中對其相對路徑進(jìn)行修改即可。

更新C#中的代碼，其代碼如下：

using System.Reflection;
using System.Runtime.InteropServices;
class Program
{
    const string NativeLib = "NativeDll.dll";
    [DllImport(NativeLib)]
    public static extern int Add(int a, int b);
    static IntPtr DllImportResolver(string libraryName, Assembly assembly, DllImportSearchPath? searchPath)
    {
        string dll = Path.Combine(new DirectoryInfo(Environment.CurrentDirectory).Parent.Parent.Parent.Parent.ToString(), "x64","Release", "NativeDll.dll");
        Console.WriteLine(dll);
        return libraryName switch
        {
            NativeLib => NativeLibrary.Load(dll, assembly, searchPath),
            _ => IntPtr.Zero
        };
    }
    public static void Main(string[] args)
    {
        NativeLibrary.SetDllImportResolver(Assembly.GetExecutingAssembly(), DllImportResolver);
        int sum = Add(23, 45);
        Console.WriteLine(sum);
        Console.ReadKey();
    }
}

最后重新編譯，檢查其是否能順利編譯通過，最終我們的到的結(jié)果為：68

至此，我們就完成了一個簡單的C#調(diào)用動態(tài)鏈接庫的案例

  下面將通過一個具體實(shí)例，講述為什么要這樣做？（本實(shí)例通過從性能方面進(jìn)行對比）

在DLL中的頭文件中，加入如下代碼：

HEAD void CBubbleSort(int* array, int length);

在.c文件中加入如下代碼：

HEAD void CBubbleSort(int* array, int length)
{
    int temp = 0;
    for (int i = 0; i < length; i++)
    {
        for (int j = i + 1; j < length; j++)
        {
            if (array[i] > array[j])
            {
                temp = array[i];
                array[i] = array[j];
                array[j] = temp;
            }
        }
    }
}

C#中的代碼修改：

using System.Diagnostics;
using System.Reflection;
using System.Runtime.InteropServices;
class Program
{
    const string NativeLib = "NativeDll.dll";
    [DllImport(NativeLib)]
    public unsafe static extern void CBubbleSort(int* arr, int length);
    static IntPtr DllImportResolver(string libraryName, Assembly assembly, DllImportSearchPath? searchPath)
    {
        string dll = Path.Combine(new DirectoryInfo(Environment.CurrentDirectory).Parent.Parent.Parent.Parent.ToString(), "x64", "Release", "NativeDll.dll");
        //Console.WriteLine(dll);
        return libraryName switch
        {
            NativeLib => NativeLibrary.Load(dll, assembly, searchPath),
            _ => IntPtr.Zero
        };
    }
    public unsafe static void Main(string[] args)
    {
        int num = 1000;
        int[] arr = new int[num];
        int[] cSharpResult = new int[num];
        //隨機(jī)生成num數(shù)量個（0-10000）的數(shù)字
        Random random = new Random();
        for (int i = 0; i < arr.Length; i++)
        {
            arr[i] = random.Next(10000);
        }
        //利用冒泡排序?qū)ζ鋽?shù)組進(jìn)行排序
        Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
        Array.Copy(arr, cSharpResult, arr.Length);
        cSharpResult = BubbleSort(cSharpResult);
        Console.WriteLine($"\n C#實(shí)現(xiàn)排序所耗時：{sw.ElapsedMilliseconds}ms\n");
        // 調(diào)用Dll中的冒泡排序算法
        NativeLibrary.SetDllImportResolver(Assembly.GetExecutingAssembly(), DllImportResolver);
        fixed (int* ptr = &arr[0])
        {
            sw.Restart();
            CBubbleSort(ptr, arr.Length);
        }
        Console.WriteLine($"\n C實(shí)現(xiàn)排序所耗時：{sw.ElapsedMilliseconds}ms");
        Console.ReadKey();
    }
    //冒泡排序算法
    public static int[] BubbleSort(int[] array)
    {
        int temp = 0;
        for (int i = 0; i < array.Length; i++)
        {
            for (int j = i + 1; j < array.Length; j++)
            {
                if (array[i] > array[j])
                {
                    temp = array[i];
                    array[i] = array[j];
                    array[j] = temp;
                }
            }
        }
        return array;
    }
}

執(zhí)行結(jié)果:

C#實(shí)現(xiàn)排序所耗時: 130ms
C實(shí)現(xiàn)排序所耗時：3ms

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