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2025-03-26 00:02:56 +08:00

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#unity/日常积累

InteropServices 是 .NET 框架中 System.Runtime.InteropServices 命名空间的一部分，用于处理 互操作性（Interop），也就是 .NET 程序与非托管代码（通常是原生的C、C++代码或者Win32 API）之间的交互。这允许你在托管环境中（如 C#）调用非托管代码或使用非托管资源。

InteropServices 提供了许多工具和功能来支持这种交互，包括 COM 互操作、平台调用（P/Invoke）、处理非托管资源等。以下是一些常见的使用场景和类/功能：

1. Platform Invocation (P/Invoke)

P/Invoke 是 InteropServices 中用于调用非托管代码（例如 C、C++ 编写的 DLL）的功能。通过 P/Invoke，可以从托管代码中调用非托管的函数。

示例：

假设你想调用 Windows API 函数 MessageBox，可以使用 P/Invoke 来声明和调用这个函数。

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

class Program
{
    // 声明一个外部的非托管函数
    [DllImport("user32.dll", CharSet = CharSet.Auto)]
    public static extern int MessageBox(IntPtr hWnd, String text, String caption, uint type);

    static void Main()
    {
        // 调用非托管的 MessageBox 函数
        MessageBox(IntPtr.Zero, "Hello, World!", "Message", 0);
    }
}

2. COM Interop

COM（组件对象模型）是一种 Microsoft 技术，允许应用程序通过接口进行交互。InteropServices 提供了将托管代码与 COM 组件集成的功能，帮助 .NET 应用调用 COM 对象，或者将 .NET 对象暴露为 COM 对象。

示例：

通过 Marshal.GetActiveObject 调用一个已运行的 COM 对象，例如 Microsoft Excel。

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

class Program
{
    static void Main()
    {
        try
        {
            // 获取一个正在运行的 Excel 实例
            dynamic excel = Marshal.GetActiveObject("Excel.Application");
            excel.Visible = true;
        }
        catch (COMException ex)
        {
            Console.WriteLine("Error: " + ex.Message);
        }
    }
}

3. Marshalling

InteropServices 提供的 Marshal 类帮助管理托管和非托管内存之间的数据转换。因为托管代码和非托管代码的内存布局和管理方式不同，某些情况下需要进行“封送处理”（Marshalling），以便正确地传递数据。

示例：

将托管的结构体转换为非托管内存块，或者从非托管内存读取数据。

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
struct Point
{
    public int X;
    public int Y;
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        Point point = new Point { X = 10, Y = 20 };
        
        // 将托管结构体封送到非托管内存
        IntPtr ptr = Marshal.AllocHGlobal(Marshal.SizeOf(point));
        Marshal.StructureToPtr(point, ptr, false);
        
        // 从非托管内存读取回托管结构体
        Point newPoint = Marshal.PtrToStructure<Point>(ptr);
        Console.WriteLine($"X: {newPoint.X}, Y: {newPoint.Y}");
        
        // 释放非托管内存
        Marshal.FreeHGlobal(ptr);
    }
}

4. 非托管资源的处理

使用 GCHandle 结构体，可以将托管对象转换为不可移动的句柄，允许非托管代码使用它。这样在垃圾回收期间不会移动对象的内存地址。

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string managedString = "Hello, Interop!";

        // 将托管对象固定在内存中
        GCHandle handle = GCHandle.Alloc(managedString, GCHandleType.Pinned);

        // 获取该对象的内存地址
        IntPtr pointer = handle.AddrOfPinnedObject();

        Console.WriteLine("Memory Address: " + pointer);

        // 释放句柄，允许对象移动或被回收
        handle.Free();
    }
}

5. 安全处理非托管代码异常

InteropServices 提供一些机制来处理非托管代码中的异常。例如，SEHException 可以捕获结构化异常处理中的错误。

try
{
    // 调用可能会抛出非托管异常的函数
}
catch (System.Runtime.InteropServices.SEHException sehEx)
{
    Console.WriteLine("Caught unmanaged exception: " + sehEx.Message);
}

6. 调用 WinRT 组件

InteropServices 还可以帮助托管代码调用 WinRT（Windows Runtime）组件，使用类似于调用 COM 对象的方式。

常用类和功能：

Marshal：提供了一些用于分配、释放、封送内存的静态方法，帮助托管代码与非托管代码互操作。
DllImportAttribute：用于 P/Invoke，声明非托管的函数。
GCHandle：用于在托管堆中固定对象的句柄，防止对象在调用非托管代码时被垃圾回收。
SEHException：处理非托管代码中的结构化异常。
COMException：处理与 COM 互操作相关的异常。
CoCreateInstance：用于从托管代码创建 COM 对象。

总结：

System.Runtime.InteropServices 是 .NET 的一个核心命名空间，它支持 .NET 应用与非托管代码（如 C++ DLL、Windows API、COM）之间的互操作。通过 P/Invoke、COM 互操作、封送处理等功能，开发者可以在托管代码中灵活使用现有的非托管代码库，或在新的 .NET 应用中复用老的系统组件。

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