c#中使用Marshal手动在堆中创建非托管内存并使用

使用 Marshal 做出可以快速释放内存的大数组。

需要不断申请一段大内存数组，然后就释放他，但是 C# 对于大内存不是立刻释放，所以就存在一定的性能问题。
在博客园看到了一位大神使用 Marshal 做出快速申请的大数组，于是我就学他的方法来弄一个。本文告诉大家这个类是如何使用

在使用的时候，先来看下原来的 C# 的大数组性能。可以看到在不停gc，性能不好

1. static void Main(string[] args)

2. {

3. for (int i = 0; i < 10000; i++)

4. {

5. Foo();

6. }

7. Console.ReadKey();

8. }

10. private static void Foo()

11. {

12. var foo = new byte[1000000000];

13. }

介绍

在使用 Marshal 之前需要知道这是什么，其实 Marshal 就是一个提供 COM 互操作的方法。

使用

下面使用一个快速申请 int 数组来告诉大家如何使用。

是否还记得 C 的申请数组？其实下面的方法和 C 的相同

1. int n = 100000;//长度

2. IntPtr buffer = Marshal.AllocHGlobal(sizeof(int) * n);

这时就可以使用 buffer 作为数组

下面对他的第 k 个元素修改

1. IntPtr buffer = Marshal.AllocHGlobal(sizeof(int) * n);

2. int k = 2;

4. IntPtr t = buffer + k * sizeof(int);

5. var p = Marshal.PtrToStructure(t);

6. Console.WriteLine("p " + p); //196713 这时的值是不确定

8. p = 2;

9. Marshal.StructureToPtr(p,t,false);

11. p = Marshal.PtrToStructure(t);

12. Console.WriteLine("p " + p);//2

14. //遍历

15. Console.WriteLine("遍历");

16. for (int i = 0; i < 10; i++)

17. {

18. t = buffer + i * sizeof(int);

19. Console.WriteLine(Marshal.PtrToStructure(t));

20. }

遍历：

1. 43909312

2. 44502144

3. 2

4. 0

5. 0

6. 24

7. 1357220181

8. 196712

9. 550912

10. 543686656

可以从上面的代码看到，主要使用的两个方法是 StructureToPtr 和 PtrToStructure ，而 StructureToPtr 就是从指定类型写到指针，希望大家还知道如何使用指针，PtrToStructure 就是从指针指向的地方开始读数据，读指定类型的数据。所以可以从 Marshal 把一个类型使用另一个类型来读取，但是一般需要读取的类型都需要是确定类型大小的，如 char 可以、string 不可以。

反过来，StructureToPtr 是对指定指针写入指定的类型，同样也是需要确定这个类型的大小，如可以写入 char 但是不可以写入 string。这就是对数组读写的方法。

那么遍历的时候什么输出一些诡异的值，实际上因为没有初始化，里面的值是不确定的。我觉得用这个做随机数也不错。

使用 Marshal 是比较安全，因为 ms 做了很多处理，但是也会让程序闪退，如下面的代码

1. private static void Foo()

2. {

3. int n = 100000;//长度

4. IntPtr buffer = Marshal.AllocHGlobal(sizeof(int) * n);

6. try

7. {

8. var t = buffer + (n * 10) * sizeof(int);

9. var p = Marshal.PtrToStructure(t);

10. }

11. catch (Exception e)

12. {

13. Console.WriteLine(e);

14. }

16. Marshal.FreeHGlobal(buffer);

17. }

会出现异常 System.AccessViolationException，这个异常是无法 catch 的，所以使用的时候最好封装一下

1. “System.AccessViolationException”类型的未经处理的异常在 未知模块

2. 尝试读取或写入受保护的内存。这通常指示其他内存已损坏

如果需要 catch 那么请在 app.config 添加下面的代码

然后在 Main 函数添加 HandleProcessCorruptedStateExceptions ，请看代码

1. [HandleProcessCorruptedStateExceptions]

2. static void Main(string[] args)

3. {

4. AppDomain.CurrentDomain.UnhandledException += CurrentDomain_UnhandledException;

6. for (int i = 0; i < 100000; i++)

7. {

8. try

9. {

10. Foo();

11. }

12. catch (Exception e)

13. {

14. Console.WriteLine(e);

16. }

17. }

18. Console.WriteLine("完成");

19. Console.ReadKey();

20. }

这时可以看到进入 UnhandledException ，但是无法接住，软件还是会崩溃

释放内存

那么如何释放内存？因为这个申请是没有经过管理的，如果没有手动释放，那么就出现内存泄露。

1. static void Main(string[] args)

2. {

3. for (int i = 0; i < 10000; i++)

4. {

5. Foo();

6. }

7. Console.ReadKey();

8. }

10. private static void Foo()

11. {

12. int n = 100000;//长度

13. IntPtr buffer = Marshal.AllocHGlobal(sizeof(int) * n);

15. }

上面的代码很快就可以看到内存占用到2G，所以需要手动释放

            Marshal.FreeHGlobal(buffer);

原来的 byte 数组需要使用 1G 内存，而且速度很慢，而现在使用这个方法只需要 7M 内存，速度很快

所以在需要进行大数组申请的时候，需要不停释放，就可以使用这个方法。