C# 中的非托管代码

引言

C# 是一种广泛使用的编程语言，由 Microsoft 于 2000 年作为 .NET 框架的一部分开发。C# 是一种面向对象的编程语言，这意味着它支持类、接口和其他面向对象特性。C# 编程的一个重要方面是使用非托管代码。C# 中的非托管代码是指在 .NET 运行时环境之外执行的代码。在本文中，我们将讨论什么是非托管代码，它与托管代码有何不同，以及如何在 C# 编程中使用它。

什么是非托管代码？

非托管代码是在 .NET 运行时环境之外执行的代码。这意味着该代码不由 公共语言运行时 (CLR) 管理，CLR 是执行 .NET 应用程序的虚拟机。非托管代码可以用任何能够生成本机代码的编程语言编写，例如 C、C++ 或汇编语言。

非托管代码通常用于开发人员需要与低级系统资源或硬件设备交互时。例如，如果您需要为特定的硬件编写驱动程序，您可能需要使用非托管代码。同样，如果您需要与用 C 或 C++ 编写的旧系统交互，您将需要使用非托管代码来与该系统进行接口。

托管代码和非托管代码之间的区别

托管代码和非托管代码之间最重要的区别在于它们的执行方式。托管代码在 .NET 运行时环境中执行，而非托管代码在此环境之外执行。托管代码被编译成一种称为 公共中间语言 (CIL) 或 Microsoft 中间语言 (MSIL) 的中间语言，然后由 CLR 执行。非托管代码直接编译成本机代码，由操作系统执行。

托管代码和非托管代码的另一个区别是它们处理内存管理的方式。在托管代码中，内存由 CLR 自动分配和释放。这意味着开发人员不需要担心内存泄漏或空指针错误等内存管理问题。在非托管代码中，内存管理是开发人员的责任。如果处理不当，这可能会导致内存管理问题。

与非托管代码相比，托管代码还提供更高级别的安全性。CLR 为托管代码提供了一个沙盒环境来执行，这可以防止代码访问其指定区域之外的资源。非托管代码没有这种安全级别，这可能是一个潜在的安全风险。

最后，托管代码可以轻松移植到不同的平台，因为它在 .NET 运行时环境中执行。另一方面，非托管代码是平台特定的，因为它直接编译成本机代码。

如何在 C# 编程中使用非托管代码

在 C# 编程中，非托管代码通常以两种方式使用：通过 平台调用 和通过不安全代码。

1. 平台调用

平台调用，也称为 P/Invoke，是一种从托管代码调用非托管代码的方式。这允许开发人员访问 .NET 框架中不可用的系统级函数和库。C# 程序使用 P/Invoke 调用用 C 或 C++ 编写的 动态链接库 (DLL) 或 共享对象 (SO) 文件中的函数。

以下是 P/Invoke 在 C# 中的使用示例

C# 代码

在此示例中，DllImport 属性用于从 user32.dll 库导入 MessageBox 函数。函数签名使用 static extern 关键字指定。然后 Main 方法调用 MessageBox 函数，传入必要的参数以显示一个带有文本“Hello World!”和标题“消息框”的消息框。

2. 不安全代码

不安全代码通常用于开发人员需要与低级系统资源或硬件设备交互时。例如，如果您需要为特定的硬件编写驱动程序，您可能需要使用不安全代码来与该硬件进行接口。

以下是不安全代码在 C# 中的使用示例

C# 代码

在此示例中，Increment 方法接受一个整数指针并递增该内存位置的值。Main 方法创建一个整数变量值和一个指向该值内存位置的指针 p。然后使用 p 作为参数调用 Increment 方法，这将递增值的值。然后将值的值打印到控制台，输出为 1。