C++ 后端与 C# 前端？答案

【问题标题】：C++ backend with C# frontend?C++ 后端与 C# 前端？
【发布时间】：2011-05-02 19:26:35
【问题描述】：

我有一个项目，在该项目中，我必须每秒处理 100 条消息（如果不是 1000 条消息），并相应地在图表上处理/绘制这些数据。（用户将搜索一组数据，其中将实时绘制图形，而不必在图形上绘制 1000 个值。）

我无法理解使用 DLL 在 C++ 中处理大量消息，然后将信息传递给 C# 接口。有人可以在这里为我简化一下吗？

另外，由于速度将是一个优先事项，我想知道访问 2 个不同的代码层是否会比使用 C# 或 C++ 对整个项目进行编程对性能产生更大的影响。但是，我读过关于用 C++ 编写 GUI 的坏事。在这方面，这个应用程序还必须看起来现代、干净、专业等。所以我认为 C# 将是前进的方向（可能是 XAML、WPF）。

感谢您的宝贵时间。

【问题讨论】：

几 1000 条消息并不多。除非它们真的很复杂，否则 C# 也应该能够使用它们。 C++ 提供了不错的 GUI 库（QT 应该没问题）。所以我认为所有三种解决方案都可能可行。
抱歉，我刚看到你的评论。干杯：D 我不确定任何时候 1000-2000 条消息是否很多。我在下面发布了这个“实际上，我将获取每条消息并对其进行解析，以人类可读的形式将其存储，然后在 GUI 中显示它。据我所知，解析和存储将继续发生，而某些GUI 的元素，例如图形、表格将按需显示（查询数据/用户交互）”有什么想法吗？再次感谢您的帮助！
“解析”是什么意思，有多复杂？以人类可读的形式存储有多复杂？
抱歉，我的意思是数据一开始是不可读的，但我必须对每条消息进行转换，以便以易于阅读的方式存储它输出到要读取的屏幕。例如，如果我从交易所获取数据，我想存储它，以便用户可以轻松查看最佳出价/最佳要价 + 其他相关信息。这是否完全清除了它？
老实说，我不明白这个讨论...您是否担心如果用 C# 编写（在您尝试之前）您的数据转换可能会很慢？

标签： c# c++ wpf user-interface performance

【解决方案1】：

如果速度是您的首要任务，C++ 可能是更好的选择。尝试对计算的真正难度做出一些估计（如果每条消息的计算很容易，那么在 C# 中处理 1000 条消息可能是微不足道的，即使是最优化的程序也可能太难了）。如果您的算法很复杂，涉及不同的类等，C++ 可能比 C# 具有更多优势（在性能方面）。

您可能需要查看this question 以进行性能比较。

分离后端和前端是个好主意。一个在 C++ 中而另一个在 C# 中是否会降低性能取决于实际需要多少数据转换。

我不认为对 GUI 进行编程通常是一件痛苦的事。 MFC 可能很痛苦，Qt 不是（恕我直言）。

也许这会给你一些起点！

【讨论】：

【解决方案2】：

在 C/C++ DLL 和 .NET 程序集之间进行互操作的最简单方法是通过 p/invoke。在 C/C++ 端，像创建其他任何 DLL 一样创建 DLL。在 C# 端，您创建一个 p/invoke 声明。例如，假设您的 DLL 是 mydll.dll，它导出了一个方法 void Foo()：

[DllImport("mydll.dll")]
extern static void Foo();

就是这样。您只需像任何其他静态类方法一样调用 Foo 。困难的部分是整理数据，这是一个复杂的主题。如果您正在编写 DLL，您可能会竭尽全力使导出函数易于编组。有关 p/invoke 编组的更多信息，请参见此处：http://msdn.microsoft.com/en-us/magazine/cc164123.aspx。

使用 p/invoke 会影响性能。每次托管应用程序进行非托管方法调用时，它都会跨越托管/非托管边界然后再次返回。当您编组数据时，会进行大量复制。如有必要，可以使用“不安全”的 C# 代码（使用指针直接访问非托管内存）来减少复制。

您应该注意的是，所有 .NET 应用程序都充满了 p/invoke 调用。没有 .NET 应用程序可以避免进行操作系统调用，并且每个操作系统调用都必须进入操作系统的非托管世界。 WinForms 甚至 WPF GUI 应用程序使这一过程每秒数百甚至数千次。

如果这是我的任务，我会首先 100% 用 C# 来完成。然后我会对其进行分析并根据需要调整性能。

【讨论】：

哪个更简单尚有争议，但 C++ 互操作（通过将 /clr 传递给 Visual C++ 编译器）肯定比 p/invoke 快。
我想我开始倾向于 C# 选项。我应该提一下，在我了解 C# 之前，我实际上必须学习 C++。我一直在读到，只有当这个人是优化专家时，C++ 才会更快，在这种情况下，对于 C++ 来说，这绝对不会是这样。为您的帮助干杯。

【解决方案3】：

如果您有 C/C++ 源代码，请考虑将其链接到 C++/CLI .NET 程序集。这种项目允许您混合非托管代码并在其上放置托管接口。结果是一个简单的 .NET 程序集，在 C# 或 VB.NET 项目中使用起来很简单。

内置了简单类型的编组，因此您可以将函数从托管 C++ 端调用到非托管端。

您唯一需要注意的是，当您将委托编组为函数指针时，它不保存引用，因此如果您需要 C++ 保存托管回调，则需要安排引用将要举行。除此之外，大多数内置转换按预期工作。 Visual Studio 甚至可以让你跨界调试（开启非托管调试）。

如果你有一个 .lib，只要它动态链接到 C-Runtime，你就可以在 C++/CLI 项目中使用它。

【讨论】：

【解决方案4】：

在开始将数据编组和解组为不安全的结构之前，您应该真正在 C# 中进行原型设计，以便您可以调用 C++ DLL 中的函数。 C# 通常比您想象的要快。原型制作很便宜。

【讨论】：

我真的没有时间制作它的原型，因为这将是我的最后一年项目，但我想我会完全用 C# 编写它。干杯:)
嗯，好的，但是关于原型设计的一个关键点是它不需要很多时间。这也是了解 Fred Brooks 所说的“建造一个扔掉”时所说的快速方法。

【解决方案5】：

另一种可能的方法：听起来这个任务是并行化的主要目标。以这样一种方式构建您的应用程序，它可以将其工作负载分配到多个 CPU 内核甚至不同的机器上。然后你可以通过向它们扔硬件来解决你的性能问题（如果有的话）。

【讨论】：

这其实是个好主意，我从来没想过。我需要对其进行一些研究，但为这个想法欢呼！
@Sparky - 毫不犹豫地通过投票来表达你的感激之情！ ;)
我还不能投票 :( 我已经在上面说过了...什么时候可以。
@Sparky - 你已经被有能力向上投票的力量所祝福，无论是提问、回答还是评论。明智地使用它！