C# 使用 StructLayoutAttribute 时 C# /C++ 内存空间分配与成员对齐问题
1. 使用场景
公共语言运行时控制数据字段的类或结构在托管内存中的物理布局。但是,如果想要将类型传递到非托管代码,需要使用 StructLayout 属性。
2. 内存分配问题。
如果不显示的设置内存对齐方式(通过StructLayout.Pack属性决定), C#默认是以4个字节(byte)为单位,会出现“多分配”内存的情况。 例如:
Class Example
{
public byte b1;
public char c2;
public int i3;
}
默认情况下(StructLayout.Pack = 4),Framework编译器会为example对象分配8个字节(字段c2后面会补齐2个byte )。每个成员的索引和大小结果为:
Size: 8
b1 Offset: 0, lenght =1,
c2 Offset: 1, length = 1,
i3 offset: 4, length = 4
C++ 编译器的分配方式则为:
Size: 6
b1 Offset: 0, lenght =1,
c2 Offset: 1, length = 1,
i3 offset: 2, length = 4
由于内存分配的大小不一致,导致在传递对象marshal的时候回出现问题!!
3. 解决方案。
3.1 通过设置StructLayout.Pack的值来达到内存大小分配一致。
例如在上面的例子中,设置StructLayout.Pack =2 或者 StructLayout.Pack =1. 但是这种方法可能会因为硬件约束导致性能或者其他问题。
3.2 通过预留字段来“补齐”内存分配。
这种做法在实际项目中使用较多,既保证了长度一致,也为以后扩展提供了一种容错的可能。 如果采取这种方式,重新定义如下:
Class Example
{
public byte b1;
public char c2;
public int i3; [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 2)]
public byte[] reserved;
}
至此,C#和C++分配的内存大小同为8,问题解决 :)
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