最近在尝试用新的方式来写一个新的 Windows 客户端，当作练习。主要是用 C++ 把复杂的算法写成链接库，然后用 C# 做界面前端，从 C# 调用用 C++ 写好的非托管代码。

尝试通过这种方式解决两个问题：

  1. C# 的计算效率问题，虽然从各种资料来看，好像 C# 的托管代码对效率的影响并没有想象的夸张，但不管怎么样，有些东西用 C++ 写就是方便一些；
  2. 用 C++ 可以方便地链接现有的代码库、算法库。

其实，这种架构可以看成是一种 C/S 架构的简化版，但是省去了 Socket 通信这一层。

我采用的是最简单的 P/Invokes 的方式来实现 C# 调用 C++ 链接库，详细的教程，可以看一下 Using dumpbin.exe as an Aid for Declaring P/Invokes 这篇文章。

这里先简单说说两点和代码无关的问题

  1. 如果 C++ 链接库的计算很耗时，一定要在 C# 客户端里开一个线程来处理，否则容易造成死机，这和 MFC 之类的原理一样。
  2. 为了测试你从 C# 链接 C++ 链接库是否成功，可以用 C# 新建一个命令行工程专门测试，用这种方式来测试更加直接与有效。

再谈几点有关技术实现细节的问题，也是我折腾了很久的困惑之处

1. 有关 C++ 链接库 EntryPoint 的名称 

  <div class="outline-text-4">
    <p>
      我在刚开始从 C# 里链接 C++ 链接库的 API 时，想当然地以为就是函数名称。但是这样操作无论如何也调用不成功，<a href="http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa288468(v=vs.71).aspx#pinvoke_callingdllexport">需要在 C++ 链接库里添加一个 extern 关键字</a>，否则链接库编译出来的 API 名称，是混淆过的，不方便你在 C# 里作为 EntryPoint 来书写。
    </p>
    
    <p>
      比如说，有如下 C++ 链接库的 API 函数（建议链接库给外面调用的 API 最好用 C 风格来实现，方便减少头文件依赖关系）：
    </p>
    
    <pre>

extern “C” __declspec(dllexport) bool Function1(const char* param1, const char* param2, const char* param3); 

    <p>
      翻译成 C# 函数则如下：
    </p>
    
    <pre>

[DllImport(“Example.dll”, EntryPoint = “Function1”, ExactSpelling = false] [return: MarshalAs(UnmanagedType.U1)] public static extern bool Function1([MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)] String param1, [MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)] String param2, [MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)] String param3); 

    <p>
      这里注意，找 EntryPoint 一定要准确，否则不容易找到。为了明确地找到 API 函数的 EntryPoint 名称，可以使用 Dumpbin.exe 工具。
    </p>
    
    <p>
      dumpbin.exe 工具默认在以下目录：
    </p>
    
    <pre>

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 9.0\VC\bin 

    <p>
      如果从这个目录里运行 dumpbin.exe 会提示找不到动态链接库 mspdb80.dll 的错误，可以把 dumpbin.exe 拷贝到目录
    </p>
    
    <pre>

C:\Program Files\Microsoft Visual Studio 9.0\Common7\IDE 

    <p>
      ，并从这个目录下运行 dumpbin.exe 来解决这个问题。
    </p>
    
    <p>
      运行命令
    </p>
    
    <pre>

dumpbin.exe /EXPORTS dllname.dll 

    <p>
      后，你会看到很多 ? @ 混合在一起的名称，所以，为了使你在 C# 里的代码可读性比较强，需要改造这些名称。在链接库里，我们可以通过用 extern 关键字来标明，这样生成的链接库 EntryPoint 依然会是原始的名称。
    </p></p>
  </div></p>
</div>

<div class="outline-4">
  <h4 id="sec-1.2.2">
    2. C# 程序运行时提示说找不到链接库
  </h4>
  
  <div class="outline-text-4">
    <p>
      如果按上述方法编写好了代码，一运行 C# 程序却提示说：
    </p>
    
    <pre>

未处理的"System.DllNotFoundException"类型的异常出现在 example.exe 中。

其他信息: 无法加载 DLL"cppexample.dll": 找不到指定的模块。 (异常来自 HRESULT:0x8007007E)。

    <p>
      这个时候，你需要找一找你的 dll 是否在可执行目录下，或是你写的 dll 是否依赖于其它第三方dll，一定要确保所有的 dll 都能顺利被找到。
    </p></p>
  </div></p>
</div>

<div class="outline-4">
  <h4 id="sec-1.2.3">
    3. 参数的映射办法
  </h4>
  
  <div class="outline-text-4">
    <p>
      你的函数肯定有若干个参数，那这些参数应该和 C# 里的类型如何一一对应呢？在 C# 里，<a href="http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa288468(v=vs.71).aspx#pinvoke_defaultmarshaling">这种映射关系叫做 marshal</a>。
    </p>
    
    <p>
      类型映射，需要仔细检查一下手册，比如说，const char* 就应该这样映射：
    </p>
    
    <pre>

[MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)] 

    <p>
      <a href="http://msdn.microsoft.com/en-us/library/2x8kf7zx(v=vs.80).aspx">Using C++ Interop</a> 文章的未尾，有列出一大串的类型映射列表。
    </p></p>
  </div></p>
</div></p>

小结 

<div class="outline-text-3">
  <p>
    初步用 C# 来写界面，感觉更方便、快速，起码比 MFC 来得简单、直接；从 C# 里直接调用 C++ 链接库，也很方便。但这两者结合起来写应用，稳定性还有待进一步测试。
  </p></p>
</div></p>

文章作者 cookwhy

上次更新 2012-02-03

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