GCHandle：何时显式使用GCHandleType.Normal？

Question

阅读Richter J书的“手动监视和控制对象的生存期”部分。Jeffrey说，有两种方法可以使用GCHandle类控制对象的生存期：

• 使用GCHandleType.Normal调用Alloc方法（即使应用程序代码中可能没有引用，GC也无法删除obj ）
• 使用GCHandleType.Pinned调用Alloc方法（除“普通”之外，GC无法移动此类对象）

他说，两种方式都可以用来将托管对象传递给非托管代码。他试图解释，开发人员何时应使用GCHandleType.Normal标志调用Alloc。我不太了解有关正常标志用法的解释。在这两种方式中，我们都不允许GC收集对象，这些对象在GC描述符表中具有此类标志，但是在“固定”的情况下，我们还防止此类对象在垃圾收集期间移动。据我了解，在普通模式下，不是直接引用（内存地址）传递给非托管代码，而是传递给GC描述符表的索引。而且，当非托管代码被调用回托管代码时，该索引将被转换为当前/实际地址。我一头雾水，谷歌和微软几乎没有详细信息，只有复制粘贴。

我的问题：

1. 一些应用程序根（不是弱根）引用托管堆中的对象，并且不再有根。这是否意味着GC描述符表中的相应条目将带有GCHandleType.Normal标志？由于Jeffrey说，看起来好像没有，“即使应用程序代码中可能没有引用，GC也无法删除obj ”。但是，如果否，此表项将具有哪个标志？同样，MyClass mc = new MyClass（），GC描述符表中mc的相应条目是否具有Normal标志，如果没有，那么该使用哪个？
2. 什么时候（以及如何，请短代码）开发人员真正需要使用GCHandleType.Normal标志？固定对我来说更清楚。

Answer 1

从GCHandle的文档中：

提供一种从非托管内存访问托管对象的方法。

如果您打算从非托管代码访问对象，则需要固定该对象。为了获得固定对象，必须可以将其编组到非托管内存。

如果你只需要一个不透明的句柄传递给非托管代码，使得非托管代码可以再次通过它，而无需访问它，那么你并不需要一个固定的对象，但你仍然需要确保它不被删除垃圾收集器。

考虑这个类：

public class MyClass
{
    DateTime dt = DateTime.Now;
}

如果您尝试像这样获得固定句柄：

MyClass o = new MyClass();
GCHandle h = GCHandle.Alloc(o, GCHandleType.Pinned);

您将收到以下消息的异常：

对象包含非原始或非 blittable 数据。

这是因为返回的句柄允许您获取固定对象的地址。为了在非托管代码中使用该地址，必须将对象从托管内存编组到非托管内存。

此代码不会引发异常：

MyClass o = new MyClass();
GCHandle h = GCHandle.Alloc(o, GCHandleType.Normal);

因为不能使用返回的句柄来获取地址。

所以回答你的问题：

1. 托管对象 (MyClass mc = new MyClass()) 在 GC 描述符表中没有条目。当托管代码没有引用它时，它将被垃圾收集（我认为这一定是 Jeffrey Richter 所说的应用程序代码。我没有读过这本书）。
2. 当我需要将不透明句柄传递给非托管代码时，我使用 GCHandleType.Normal 。

一种方案是用于托管程序集的纯 C API。API 可能如下所示：

MYHANDLE h1 = MyLib_CreateComponent();
MYHANDLE h2 = MyLib_CreateComponent();

MyLib_SetX(h1, 9.81);
double y1 = MYLib_CalcY(h1);
MyLib_SetX(h2, 3.14);
double y2 = MyLib_CalcY(h2);

printf("z = %f\n", y1 + y2);

MyLib_DestroyComponent(h1);
MyLib_DestroyComponent(h2); 

不能从 C 代码直接访问对象。

MyLib_CreateComponent() 函数的 C# 实现如下所示：

 public static int CreateComponent()
 {
     MyClass instance = new MyClass();
     GCHandle gch = GCHandle.Alloc(instance, GCHandleType.Normal);
     IntPtr ip = GCHandle.ToIntPtr(h);
     h = ip.ToInt32();
     return h;
 }

在托管代码中，我将创建一个使用句柄获取对象的方法：

static MyClass GetObjectFromHandle(int hComp)
{
    IntPtr ip = new IntPtr(hComp);
    GCHandle h = GCHandle.FromIntPtr(ip);
    MyClass comp = h.Target as MyClass;
    return comp;
}

Answer 2

如果在使用 创建句柄之前将对象引用传递给本机代码不安全GCHandleType.Normal，那么在创建此类句柄之后也不安全，因为非托管代码需要稳定的指针。因此，句柄 withGCHandleType.Normal对非托管代码没有任何作用。我认为否则提出建议是一个文档错误。

GCHandleType.Normal被托管代码用来创建不会消亡的对象。例如，某些Timer类使它们自己的实例保持活动状态，以便当您删除对它的最后一个引用时计时器不会停止。

据我了解，在正常模式下，不会将直接引用（内存地址）传递给非托管代码，而只是传递 GC 描述符表中的索引。

这不可能是真的，因为在 PInvoke 发生时，没有足够的信息来判断 a 是否GCHandle与您想要传递的对象关联。即使粉碎者想要这样做，也做不到。另外，非托管代码会对句柄表条目做什么？它不明白。句柄表是 CLR 内部的。

某些应用程序根（非弱）引用托管堆中的对象，并且不再有根。这是否意味着 GC 描述符表中的相应条目将带有 GCHandleType.Normal 标志？看起来不行，因为 Jeffrey 说，“即使应用程序代码中可能没有引用，GC 也无法删除对象”。但如果不是，该表条目将具有哪个标志？

它具有您在创建该文件时传入的标志GCHandle。该表中只有带有GCHandle. 不跟踪普通对象。