目录
- 1. 核心用途
- 2. 典型应用场景
- 3. 关键使用细节
- （1）基本语法
- （2）调用约定（Calling Convention）
- （3）数据类型映射
- 4. 常见问题与解决方案
- （1）DLL 加载失败
- （2）调用约定不匹配
- （3）内存管理
- （4）字符串处理
- 5. 高级技巧
- （1）动态加载 DLL
- （2）结构体与指针
- （3）错误处理
- 6. 替代方案
- 7. 总结
在 .NET 中，DllImport 是 Platform Invocation Services (P/Invoke) 的核心机制，用于调用非托管（native）DLL 中的函数。以下是其核心用途、应用场景、关键细节及注意事项的全面总结：
1. 核心用途
- 跨语言调用：允许 C#（托管代码）直接调用由 C/C++、Delphi 等语言编写的非托管 DLL 中的函数。
- 功能复用：利用现有非托管代码（如硬件驱动、系统 API、数学库），避免重复开发。
- 性能优化：对性能敏感的代码（如高频计算、实时处理）保留在非托管 DLL 中，仅通过 P/Invoke 调用。
2. 典型应用场景
| 场景 | 示例 |
|---|---|
| 硬件交互 | 调用驱动 DLL 控制设备（如键盘锁定、传感器读取、USB 通信）。 |
| 系统级操作 | 访问 Windows API（如 kernel32.dll、user32.dll）或第三方系统库。 |
| 旧代码集成 | 将遗留的非托管代码（如 C++ 库）集成到现代 .NET 应用中。 |
| 高性能计算 | 调用非托管数学库（如 Intel MKL）进行复杂数值计算。 |
| 跨平台兼容 | 在 .NET 中调用平台特定的非托管代码（如 Linux 的 libc.so）。 |
3. 关键使用细节
（1）基本语法
[DllImport("DLL名称.dll",
EntryPoint = "函数名",
CallingConvention = CallingConvention.StdCall,
CharSet = CharSet.Ansi)]
public static extern 返回类型 函数名(参数列表);
- DllImport 属性：指定 DLL 名称和函数签名。
- EntryPoint：可选，指定 DLL 中的函数名（若与托管方法名不同）。
- CallingConvention：匹配非托管函数的调用约定（如 StdCall、Cdecl）。
- CharSet：指定字符串编码（如 Ansi、Unicode）。
（2）调用约定（Calling Convention）
- StdCall：Windows API 常用，调用者清理堆栈。
- Cdecl：C 语言默认，被调用者清理堆栈（支持可变参数）。
- ThisCall：C++ 成员函数调用约定。
（3）数据类型映射
| 托管类型 | 非托管类型 | 示例 |
|---|---|---|
| int | int、long（32位） | [DllImport] public static extern int Add(int a, int b); |
| string | char*（ANSI） | 需用 MarshalAs(UnmanagedType.LPStr) 或 IntPtr。 |
| bool | BOOL（4字节） | 通常映射为 int（非零为真）。 |
| struct | struct | 需用 [StructLayout(LayoutKind.Sequential)] 定义。 |
| IntPtr | 通用指针 | 用于处理 void* 或动态内存。 |
4. 常见问题与解决方案
（1）DLL 加载失败
原因：DLL 不在搜索路径中（如程序目录、系统 PATH）。
解决方案：
- 将 DLL 复制到输出目录。
- 使用绝对路径（如 [DllImport(@C:pathtodll.dll)]）。
- 动态加载（LoadLibrary + GetProcAddress）。
（2）调用约定不匹配
- 现象：堆栈损坏、程序崩溃。
- 解决方案：确保 CallingConvention 与 DLL 函数一致。
（3）内存管理
- 问题：非托管代码分配的内存需手动释放。
- 解决方案：
使用 Marshal.FreeHGlobal 或 Marshal.FreeCoTaskMem。
避免直接返回非托管内存指针，改用 IntPtr 并封装释放逻辑。
（4）字符串处理
- 问题：托管与非托管字符串编码不一致。
- 解决方案：
明确指定 CharSet（如 CharSet.Unicode 对应 wchar_t*）。
使用 Marshal.StringToHGlobalAnsi/StringToHGlobalUni 转换。
5. 高级技巧
（1）动态加载 DLL
[DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
private static extern IntPtr LoadLibrary(string dllToLoad);
[DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
private static extern IntPtr GetProcAddress(IntPtr hModule, string procedureName);
public static void LoadDllDynamically()
{
IntPtr hDll = LoadLibrary("CompalLockInput.dll");
if (hDll != IntPtr.Zero)
{
IntPtr funcAddr = GetProcAddress(hDll, "LockKeyboard");
// 通过委托调用函数...
}
}
（2）结构体与指针
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct Point
{
public int X;
public int Y;
}
[DllImport("Graphics.dll")]
public static extern void DrawPoint(ref Point point); // ref 传递结构体
（3）错误处理
使用 SetLastError = true 捕获非托管代码的错误码：
[DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
public static extern bool CloseHandle(IntPtr hObject);
// 调用后检查错误码
if (!CloseHandle(handle))
{
int errorCode = Marshal.GetLastWin32Error();
Console.WriteLine($"错误码: {errorCode}");
}
6. 替代方案
- C++/CLI：用混合模式程序集封装非托管代码，提供更安全的托管接口。
- COM 互操作：若 DLL 是 COM 组件，可用 tlbimp 生成托管包装。
- SWIG：自动生成 C# 绑定，适用于复杂 C/C++ 库。
7. 总结
- 适用场景：快速集成非托管功能，或性能关键代码。
- 风险点：内存泄漏、类型不匹配、调用约定错误。
- 最佳实践：
明确指定 CallingConvention 和 CharSet。
封装非托管调用，隐藏复杂细节。
优先使用托管库或 C++/CLI 替代 P/Invoke（若可行）。
通过合理使用 DllImport，.NET 开发者可以高效利用非托管代码的强大功能，同时保持代码的可维护性。
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