Marshal.StructureToPtr 无法解释的内存泄漏

Question

我正在开发一个应用程序，该应用程序通过 C++/CLR 包装器涉及本机 C++ 到 C# 互操作。

我在执行以下操作时遇到问题，导致内存泄漏：

MyObject data = (MyObject)Marshal.PtrToStructure(ptr, typeof(MyObject));
Marshal.StructureToPtr(data, ptr, false);

（注意：我意识到此时我实际上并没有对“数据”做任何事情，所以这是多余的。）

内存使用量持续上升，直到应用程序因系统内存不足而崩溃。当我删除此代码时，这不会发生。它不是垃圾收集器，因为 a）它应该在系统内存不足时收集，b）我尝试使用 GC.Collect() 强制它。

事实上，我已将泄漏范围缩小到 StructureToPtr 命令。

我无法将第三个参数设置为“true”，因为内存是由本机 C++ 分配的，而 C# 认为这个“受保护”的内存无法释放。

我检查了填充的 Data 结构是否完好无损，具有有效数据，并且与等效的原生结构大小相同。

在我看来，这就是应该发生的事情：

1. 我的 ptr 引用的本机结构被编组并复制到“数据”托管结构中

2. manage 结构被复制回 ptr 引用的同一内存中。

我看不出这是如何导致内存泄漏的，因为它的结构大小完全相同，被复制回相同的内存空间。但显然确实如此，删除代码会堵塞泄漏。

这里有一些我没有正确理解的机制吗？

编辑：根据要求，这里是“MyObject”的声明。

C#：

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct MyObject
{
    [MarshalAs(UnmanagedType.I1)]
    public bool ParamOne;
    [MarshalAs(UnmanagedType.I1)]
    public bool ParamTwo;
    [MarshalAs(UnmanagedType.I1)]
    public bool ParamThree;
    [MarshalAs(UnmanagedType.I1)]
    public bool ParamFour;
    [MarshalAs(UnmanagedType.I1)]
    public bool ParamFive;
    [MarshalAs(UnmanagedType.I1)]
    public bool ParamSix;
    [MarshalAs(UnmanagedType.R4)]
    public float ParamSeven;
    [MarshalAs(UnmanagedType.R4)]
    public float ParamEight;
    [MarshalAs(UnmanagedType.R4)]
    public float ParamNine;
    public Vector2f ParamTen;
    public Vector2f ParamEleven;
    [MarshalAs(UnmanagedType.LPWStr)]
    public string ParamTwelve;
    [MarshalAs(UnmanagedType.LPWStr)]
    public string ParamThirteen;
    [MarshalAs(UnmanagedType.LPWStr)]
    public string ParamFourteen;
    public IntPtr ParamFifteen;
    public IntPtr ParamSixteen;
}

C++：

struct MyObject
{
    public:
    bool ParamOne;
    bool ParamTwo;      
    bool ParamThree;
    bool ParamFour;
    bool ParamFive;
    bool ParamSix;
    float ParamSeven;
    float ParamEight;
    float ParamNine;
    Vector2f ParamTen;
    Vector2f ParamEleven;
    wchar_t * ParamTwelve;
    wchar_t * ParamThirteen;
    wchar_t * ParamFourteen;
    void * ParamFifteen; 
    void * ParamSixteen;
};

Vector2f的定义如下：

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct Vector2f
{
    [MarshalAs(UnmanagedType.R4)]
    float x;
    [MarshalAs(UnmanagedType.R4)]
    float y;
}

Answer 1

你的结构中有指向字符串的指针。这些指针是在您的非托管代码中分配的（使用new wchar_t[<a number>]），对吗？在封送这些指向托管代码的指针时，封送拆收器创建托管字符串并用非托管字符数组的内容填充它们。当将它们封送回非托管代码时，封送器复制整个结构内容，包括字符指针，为它们分配新值（使用CoTaskMemAlloc() 为每个字符串分配内存）。这就是Marshal.StructureToPtr 的第三个参数的用途。如果设置为 true，则封送拆收器尝试释放字符指针指向的内存（使用 CoTaskMemFree()）。如果您已使用 new 运算符为字符指针分配内存，则不能将该参数设置为 true，并且通过封送回非托管，您将丢失指向已分配内存的指针（封送器用新值覆盖它们）。而且由于您没有释放 marshaler 分配的内存，因此最终会导致内存泄漏。

处理这种情况的最佳选择是：

将字符串编组为指针并使用Marshal.PtrToStringUni() 将它们转换为字符串：

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct MyObject
{
    [MarshalAs(UnmanagedType.I1)]
    public bool ParamOne;
    [MarshalAs(UnmanagedType.I1)]
    public bool ParamTwo;
    [MarshalAs(UnmanagedType.I1)]
    public bool ParamThree;
    [MarshalAs(UnmanagedType.I1)]
    public bool ParamFour;
    [MarshalAs(UnmanagedType.I1)]
    public bool ParamFive;
    [MarshalAs(UnmanagedType.I1)]
    public bool ParamSix;
    [MarshalAs(UnmanagedType.R4)]
    public float ParamSeven;
    [MarshalAs(UnmanagedType.R4)]
    public float ParamEight;
    [MarshalAs(UnmanagedType.R4)]
    public float ParamNine;
    public Vector2f ParamTen;
    public Vector2f ParamEleven;
    public IntPtr ParamTwelve;    // <-- These are your strings
    public IntPtr ParamThirteen;  // <--
    public IntPtr ParamFourteen;  // <--
    public IntPtr ParamFifteen;
    public IntPtr ParamSixteen;
}

和编组：

    MyObject data = (MyObject)Marshal.PtrToStructure(ptr, typeof(MyObject));
    var str1 = Marshal.PtrToStringUni(data.ParamTwelve);
    var str2 = Marshal.PtrToStringUni(data.ParamThirteen);
    var str3 = Marshal.PtrToStringUni(data.ParamFourteen);
    Marshal.StructureToPtr(data, ptr, false);