c#關於非託管記憶體的釋放問題及解讀

2023-02-27 06:00:50

關於非託管記憶體的釋放問題

硬體：大華sdk

軟體平臺：win10+vs2015

背景：近期在做大華工業相機SDK的採集的時候，用到Marshal.copy，將託管的程式碼轉換成非託管的指標記憶體，由於沒有及時釋放記憶體指標，導致pc的記憶體一直上漲，通過檢視程式碼之後發現是因為記憶體指標的原因，所以使用 Marshal.FreeHGlobal(pData);去釋放了託管的記憶體指標，在迴圈執行的時候才沒有導致記憶體上漲，並且通過這此的測試，發現在迴圈採集的過程中，將RGB的格式轉換成Hobject，Hobject型別的iamge影象可以不去dispose，不會導致記憶體溢位，這個和我之前的認知是有些不一樣的，原先在迴圈採集的過程中，我都會去dispose，並且防止釋放的不乾淨還會用gc.collet，但是現在測試之後發現不去釋放也可以，所以就沒有去釋放，這樣一來就方便我對記憶體裡面的資料進行提取了，而不用去擔心被dispose了。

託管記憶體與非託管記憶體之間的轉換

c#有自己的記憶體回收機制，所以在c#中我們可以只new，不用關心怎樣delete，c#使用gc來清理記憶體，這部分記憶體就是managed memory，大部分時候我們工作於c#環境中，都是在使用託管記憶體，然而c#畢竟執行在c++之上，有的時候，（比如可能我們需要引入一些第三方的c++或native程式碼的庫，在Unity3d開發中很常見）我們需要直接在c#中操縱非託管的程式碼，這些non-managed memory我們就需要自己去處理他們的申請和釋放了， c# 中提供了一些介面，完成託管和非託管之間的轉換，以及對這部分記憶體的操作。

基本上有以下幾種：

1.managed memory-> unmanaged memory

比如在c#中呼叫第三方的某個c++庫，庫中有個函數是void func(float * data, int length).我們需要傳入給data的就應該是一個非託管的程式碼（why？首先傳入托管的記憶體，c#層很可能會把它gc掉，而c++還在使用，而且託管的mem它的指標地址可能會發生改變，因此直接傳給c++可能拿到的地址是錯誤的）

程式碼如下：

using System.Runtime.InteropServices;
float[] _managed_data  =... // this is the c# managed data
GCHandle unmanaged_data_handle = GCHandle.Alloc(_managed_data, GCHandleType.Pinned); //這裡將標記_managed_data暫時不能被gc回收，並且固定物件的地址
func(unmanaged_data_handle.AddrOfPinnedObject(),_managed_data.Length);//這裡將拿到非託管記憶體的固定地址，傳給c++
unmanaged_data_handle.Free();//使用完畢後，將其handle free，這樣c#可以正常gc這塊記憶體

2.un-managed memory->managed memory

在c++中返回一個un-managed mem給c#使用。

有時需要在c++中分配一塊處理好的記憶體，然後返回給c#來使用，如c++中某個介面 int func(int** data) (注意這裡要使用指標的指標，因為data是得到的結果)

IntPtr unmanaged_ptr=IntPtr.Zero; //定義這個c#中用來接收c++返回資料的指標型別
int length = func(out unmanaged_ptr )；//呼叫c++的函數，使unmanaged_ptr指向c++裡分配的記憶體，注意這裡用out ，才能與c++裡面的**匹配。
byte[] managed_data = new byte[length];
Marshal.Copy(unmanaged_ptr, managed_data, 0, length);//將非託管記憶體拷貝成託管記憶體，才能在c#裡面使用
Marshal.FreeHGlobal(unmanaged_ptr);//釋放非託管的記憶體

3.在c#直接申請一個un-managed mem傳給c++

有時需要直接在c#開闢一塊非託管的記憶體，傳給c++用，這塊記憶體同樣可以在c#中用後銷燬。

程式碼如下

IntPtr unmanaged_data_prt = Marshal. AllocHGlobal(100);// 直接分配100 byte的記憶體
func(unmanaged_data_prt);//傳給c++使用
Marshal.FreeHGlobal(unmanaged_data_prt);使用後銷燬非託管記憶體

此外 Marshal類裡面還有很多處理非託管記憶體的方法。

備註

託管記憶體和非託管記憶體在c#裡面可以互相自由的轉化，主要通過Marshal類和GCHandle類，程式設計時只要注意非託管的記憶體一定要負責好釋放就可以了。

總結

以上為個人經驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支援it145.com。