C# 封送和长途编程先容

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在 C# 编程范畴中，封送（Marshaling）和长途编程（Remote Programming）是两个极为告急的概念，它们为开发者提供了与差别情况、差别进程或差别呆板上的代码举行交互的本事，极大地拓展了应用步调的功能和实用范围。
一、C# 封送

（一）界说与作用

封送是指在托管代码（如 C# 编写的代码，由公共语言运行时 CLR 管理）和非托管代码（如 C、C++ 编写的代码，没有 CLR 到场）之间举行数据转换和转达的过程。差别编程语言和情况在调用约定、布局约定、根本数据范例巨细、对象创建与烧毁约定以及筹划准则等方面存在差别。比方，C# 中的char范例和 C 中的char范例在巨细和编码方式上大概差别。因此，须要封送来办理这些差别，确保数据可以大概在差别情况之间正确转达和明白 。它就像是一座桥梁，毗连着托管天下和非托管天下，使得两者可以大概举行有用的通讯。
（二）常见的封送范例及处理处罚方式

blittable 范例

像byte、short、int、long等及其无符号对应范例，这些范例在托管和非托管代码之间转达时，不须要特殊的封送处理处罚，由于它们在差别情况中的内存布局和体现方式是划一的，可以直接举行数据传输。
非 blittable 范例

字符串范例：在 C# 与非托管代码交互时，若要将string封送到非托管函数，可以使用Marshal.StringToHGlobalAnsi、Marshal.StringToHGlobalAuto、Marshal.StringToHGlobalUni等方法 ，利用完成后需调用Marshal.FreeHGlobal开释内存；从非托管函数中取出string则可使用Marshal.PtrToStringAnsi、Marshal.PtrToStringAuto、Marshal.PtrToStringUni。比方，当调用一个非托管的 C 函数，该函数汲取一个 ANSI 编码的字符串参数时，就可以使用Marshal.StringToHGlobalAnsi将 C# 中的string转换为符合要求的非托管内存中的字符串情势。
数组范例：对于byte[]（或其他底子范例的数组），可以使用Marshal.Copy方法实现从byte[]拷贝封送到非托管函数，或从非托管函数拷贝封送到byte[] 。别的，还可以接纳固定内存直接传送byte[]的原始地点的方式（这种方式省去了申请内存和拷贝的开销，速率更快），详细是使用GCHandle并指定GCHandleType.Pinned范例。假设须要将一个字节数组转达给非托管代码举行快速处理处罚，固定内存地点的方式就能进步数据传输服从。
委托范例：从delegate封送到非托管函数可使用Marshal.GetFunctionPointerForDelegate，从非托管函数中取出则使用Marshal.GetDelegateForFunctionPointer 。在封送到非托管函数时，要确保垃圾采取器（GC）不会采取委托，通常须要保持引用但不须要将其固定。比如在实现回调函数机制时，就大概涉及委托范例的封送。
布局体范例：在 C# 中按雷同次序和对应数据范例声明一个同样的struct（只能使用底子范例和固定长度的数组），而且标记StructLayout的LayoutKind.Sequential属性，然后使用Marshal.StructureToPtr和Marshal.PtrToStructure举行封送。当与非托管代码举行布局体数据交互时，这种方式能包管数据布局的正确转达。
（三）主动封送与手动封送

主动封送：当 C# 声明的extern函数返回范例和参数范例中有托管范例（如string、byte[]、委托等）时，CLR 会主动举行封送处理处罚，这大大节流了开发者编写封送代码的时间和精力。比方，在调用一个非托管的 DLL 函数，该函数的参数是一个字符串时，C# 代码中无需额外编写复杂的封送代码，CLR 会主动完成字符串范例的封送转换。
手动封送：在某些特殊情况下，主动封送无法满意需求，就须要手动举行封送。比如当string的编码是 UTF - 8 之类的非 ANSI 非 UTF - 16 编码时，必须手动举行封送并同时转换编码；又大概委托转换成函数指针的利用比力耗时，假如有频仍的对同一委托举行封送调用，预存转换后的效果可以大概显着提升性能，此时也须要手动举行封送处理处罚。
二、C# 长途编程

（一）.NET Remoting 框架概述

.NET Remoting 是一种分布式处理处罚框架，它允许对象通过应用步调域与另一对象举行交互 ，可以看作是 DCOM 的一种升级，而且很好地融合到了.NET 平台下。其核心上风在于提供了一种机动且抽象的进程间通讯方式，使得开发者无需关注详细的客户端或服务器应用步调域，也无需关心特定的通讯协议，就能实现差别应用步调域乃至差别呆板上的对象之间的通讯。
（二）重要组件

可长途处理处罚的对象（Remoteable Object）：这是须要在长途情况中被访问和调用的对象。它必须继续自MarshalByRefObject类，以便可以大概凌驾应用步调域举行通讯。比方，一个实现了业务逻辑的服务类，盼望被长途客户端调用其方法，就可以让这个类继续MarshalByRefObject。
长途监听应用步调（Remote Listener Application）：负责监听对长途对象的哀求。它创建并注册通讯通道，同时注册长途对象，使其可以大概被长途客户端发现和访问。比如在服务器端，通过创建一个 TCP 或 HTTP 通道，并将长途对象注册到该通道上，等候客户端的毗连哀求。
长途客户端应用步调（Remote Client Application）：向长途对象发出哀求。客户端通过 Remoting 框架，访问通道以获取服务器端对象的引用，然后通过该引用调用长途对象的方法。在客户端代码中，起首创建一个与服务器端对应的通道，然后使用Activator.GetObject等方法获取长途对象的引用，进而调用其公开的方法。
（三）通讯原理与通道

通讯原理：在 Remoting 中，客户端获取服务器端对象时，得到的并不是现实的服务端对象，而是它的引用，这包管了客户端和服务器端对象的疏松耦合，同时优化了通讯性能。客户端通过通道发送哀求消息，服务器端通过相应的通道汲取哀求并处理处罚，然后将效果通过通道返回给客户端 。整个过程就像是客户端和服务器端通过一条 “通讯管道” 举行交互，而这条 “管道” 就是通道。
通道范例：重要支持 TCP（传输控制协议）和 HTTP（超文本传输协议）通道。使用 TCP 通道时，数据以二进制情势传输，服从较高，恰当在内部网络情况中使用；而 HTTP 通道则基于 HTTP 协议，数据以 SOAP（简朴对象访问协议）格式传输，具有更好的跨平台和跨网络情况的兼容性，恰当在 Internet 等复杂网络情况中使用。
（四）代码示例

界说长途对象

1. using System;
2. namespace RemoteObject
3. {
4.     public class MyRemoteObject : MarshalByRefObject
5.     {
6.         public MyRemoteObject()
7.         {
8.         }
9.         public int Add(int a, int b)
10.         {
11.             return a + b;
12.         }
13.     }
14. }

复制代码

服务器端代码

1. using System;
2. using System.Runtime.Remoting.Channels;
3. using System.Runtime.Remoting.Channels.Tcp;
4. using RemoteObject;
6. namespace RemoteServer
7. {
8.     class Program
9.     {
10.         static void Main(string[] args)
11.         {
12.             // 创建TCP服务器通道，端口号为8080
13.             TcpServerChannel channel = new TcpServerChannel(8080);
14.             // 注册通道
15.             ChannelServices.RegisterChannel(channel, false);
16.             // 注册远程对象，对象URI为"MyRemoteObject"，激活模式为单例
17.             RemotingConfiguration.RegisterWellKnownServiceType(typeof(MyRemoteObject), "MyRemoteObject", WellKnownObjectMode.Singleton);
18.             Console.WriteLine("服务器已启动，等待客户端连接...");
19.             Console.Read();
20.         }
21.     }
22. }

复制代码

客户端代码

1. using System;
2. using System.Runtime.Remoting.Channels;
3. using System.Runtime.Remoting.Channels.Tcp;
4. using RemoteObject;
6. namespace RemoteClient
7. {
8.     class Program
9.     {
10.         static void Main(string[] args)
11.         {
12.             // 创建TCP客户端通道
13.             TcpClientChannel channel = new TcpClientChannel();
14.             // 注册通道
15.             ChannelServices.RegisterChannel(channel, false);
16.             // 获取远程对象引用
17.             MyRemoteObject remoteObject = (MyRemoteObject)Activator.GetObject(typeof(MyRemoteObject), "tcp://localhost:8080/MyRemoteObject");
18.             // 调用远程对象的方法
19.             int result = remoteObject.Add(3, 5);
20.             Console.WriteLine("调用远程方法结果: " + result);
21.             Console.Read();
22.         }
23.     }
24. }

复制代码

通过以上对 C# 封送和长途编程的先容，盼望能资助你深入明白这两个告急概念及其在现实开发中的应用。假如你对代码实现细节、原理有进一步的疑问，大概想要相识更多干系应用场景，接待随时互换。