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P/Invoke之C#调用动态链接库DLL示例详解

作者:百宝门

这篇文章主要为大家介绍了P/Invoke之C#调用动态链接库DLL示例详解,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助,祝大家多多进步,早日升职加薪

P/Invok是什么?

本编所涉及到的工具以及框架:

1、Visual Studio 2022

2、.net 6.0

P/Invoke全称为Platform Invoke(平台调用),其实际上就是一种函数调用机制,通过P/Invoke就可以实现调用非托管Dll中的函数。

在开始之前,我们首先需要了解C#中有关托管与非托管的区别

托管(Collocation),即在程序运行时会自动释放内存;

非托管,即在程序运行时不会自动释放内存。

废话不多说,直接实操

第一步:

1.png

2.png

在新建的DLL中我们新建一个头文件,用于编写我们的方法定义,然后再次新建一个C++文件,后缀以.c 结尾

3.png

第二步:

在我们DLL中的头文件(Native.h)中定义相关的Test方法,具体代码如下:

#pragma once
// 定义一些宏
#ifdef __cplusplus
#define EXTERN extern "C"
#else
#define EXTERN
#endif
#define CallingConvention _cdecl
// 判断用户是否有输入,从而定义区分使用dllimport还是dllexport
#ifdef DLL_IMPORT 
#define HEAD EXTERN __declspec(dllimport)
#else
#define  HEAD EXTERN __declspec(dllexport)
#endif
HEAD int CallingConvention Sum(int a, int b);

之后需要去实现头文件中的方法,在Native.c中实现,具体实现如下:

#include "Native.h" // 导入头部文件
#include "stdio.h"
HEAD int Add(int a, int b)
{
    return a+b;
}

4.png

第三步:

在这里之后,就可以在C#中去尝试调用刚刚所声明的方法,以便验证是否调用DLL成功,其具体实现如下:

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();
    }
}

运行结果为:68,证明我们成功调用了DLL动态链库

C#中通过P/Invoke调用DLL动态链库的流程

  通过上述一个简单的例子,我们大致了解到了在C#中通过P/Invoke调用DLL动态链库的流程,接下我们将对C#中的代码块做一些改动,便于维护

在改动中我们将用到NativeLibrary类中的一个方法,用于设置回调,解析从程序集进行的本机库导入,并实现通过设置DLL的相对路径进行加载,其方法如下:

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

在使用这个方法前,先查看一下其参数

a、assembly: 主要是获取包含当前正在执行的代码的程序集(不过多讲解)
b、resolber: 此参数是我们要注重实现的,我们可以通过查看他的元代码,发现其实现的是一个委托,因此我们对其进行实现。
原始方法如下:

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

实现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"); // 此处为Dll的路径
    //Console.WriteLine(dll);
    return libraryName switch
    {
        NativeLib => NativeLibrary.Load(dll, assembly, searchPath),
        _ => IntPtr.Zero
    };
}

该方法主要是用于区分在加载DLL时不一定只能是设置绝对路径,也可以使用相对路径对其加载,本区域代码是通过使用委托去实现加载相对路径对其DLL加载,这样做的好处是,便于以后需要更改DLL的路径时,只需要在这个方法中对其相对路径进行修改即可。

更新C#中的代码,其代码如下:

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();
    }
}

最后重新编译,检查其是否能顺利编译通过,最终我们的到的结果为:68

至此,我们就完成了一个简单的C#调用动态链接库的案例

  下面将通过一个具体实例,讲述为什么要这样做?(本实例通过从性能方面进行对比)

在DLL中的头文件中,加入如下代码:

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

在.c文件中加入如下代码:

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#中的代码修改:

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];
        //随机生成num数量个(0-10000)的数字
        Random random = new Random();
        for (int i = 0; i < arr.Length; i++)
        {
            arr[i] = random.Next(10000);
        }
        //利用冒泡排序对其数组进行排序
        Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
        Array.Copy(arr, cSharpResult, arr.Length);
        cSharpResult = BubbleSort(cSharpResult);
        Console.WriteLine($"\n C#实现排序所耗时:{sw.ElapsedMilliseconds}ms\n");
        // 调用Dll中的冒泡排序算法
        NativeLibrary.SetDllImportResolver(Assembly.GetExecutingAssembly(), DllImportResolver);
        fixed (int* ptr = &arr[0])
        {
            sw.Restart();
            CBubbleSort(ptr, arr.Length);
        }
        Console.WriteLine($"\n C实现排序所耗时:{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;
    }
}

执行结果:

C#实现排序所耗时: 130ms
C实现排序所耗时:3ms

在实现本案例中,可能在编译后,大家所看到的结果不是很出乎意料,但这只是一种案例,希望通过此案例的分析,能给大家带来一些意想不到的收获叭。

最后

简单做一下总结叭,通过上述所描述的从第一步如何创建一个DLL到如何通过C#去调用的一个简单实例,也应该能给正在查阅相关资料的你有所收获,也希望能给在这方面有所研究的你有一些相关的启发,同时也希望能给目前对这方面毫无了解的你有一个更进一步的学习。

以上就是P/Invoke之C#调用动态链接库DLL示例详解的详细内容,更多关于P/Invoke C#调用DLL的资料请关注脚本之家其它相关文章!

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