用于对象表示和托管/非托管交互的结构/类元数据答案

【问题标题】：Struct/Class metadata for object representation and managed/unmanaged interaction用于对象表示和托管/非托管交互的结构/类元数据
【发布时间】：2021-07-13 09:10:59
【问题描述】：

我知道有很多类似的问题，但我想了解非常具体的方面，而这些方面从未在任何地方提及。在这两种情况下：托管（在这种情况下为 NET 运行时）和本机/非托管（c、cpp 等）

取自这里： https://adamsitnik.com/Value-Types-vs-Reference-Types

第一个不仅没有被掩盖而且甚至没有提及的问题是您的代码/运行时应该如何知道您正在处理的结构类型？如果 struct 只是将所有数据打包在一起，那么关于它是什么类型的 struct 的元数据在哪里？好的，在托管 .NET 运行时和二进制文件的情况下，它更容易，它是 IL 的一部分，但是本机二进制代码呢？它被剥离 100%，如果您打开它进行文本阅读，那么二进制文件中没有函数或结构名称。如果没有结构元数据，您将如何知道运行时收到的结构以及如何处理/解析它？指针只指向内存，但没有存储结构和成员。至少类可以通过它拥有的额外数据（对象头和方法表）来识别。

当您从非托管/本机空间接收结构数据时，事情会变得更加更加混乱。您需要将该数据嵌入到结构中，否则您怎么知道收到了什么？而且我甚至无法开始理解*这对于诸如类之类的东西是如何工作的，因为它们要复杂千倍。您甚至如何从非托管空间返回课程？

【问题讨论】：

标签： c# c++ memory

【解决方案1】：

如果结构只是将其所有数据打包在一起，那么关于它是什么类型的结构的元数据在哪里？

没有。对于原始值数据 - 无论是单个值，还是数组/向量/其他，消费代码 都是知道如何解释它的东西。 是什么只是：字节。

如果没有结构元数据，您如何知道运行时收到的结构以及如何处理/解析它？

因为它是在 API 中定义的，要么是在签名中，要么是用诸如“指针指向 len 类型 Foo 的元素的开头”之类的人类语言来定义

您需要将数据嵌入到结构中

不，你没有；您只需要提前同意您发送/接收的内容。这就是不同代码库之间绝大多数交互的工作方式，并且一直有效。拥有对象元数据是例外，而不是常态。

你甚至如何从非托管空间返回课程？

如果这里所说的“类”是指托管对象，则不会。

【讨论】：

谢谢 Marc，你能在 Because it is defined in the API, either in a signature 上扩展一下吗？在这种情况下，您在谈论什么 API/签名？例如，我知道用于 C#/.NET 的 IL 在程序集中写入了大量元数据，但是 c/c++ 剥离了所有识别数据并编译为机器代码——如果不是来自结构数据，它会从哪里来？您所说的是 struct 本质上是原始内存字节的序列/数组，并且接收器以某种方式知道如何读取它们。 “如果在这种情况下，“类”是指托管对象。” -- 在原生的 c/c++ 中也存在类
@Civ01 “类也存在于 c/c++ 中”，但它的含义有所不同；它不是“类”的可互换共享概念； .NET 中的 RTTI/反射旨在提供更多信息。至于“如果不是来自结构数据，它将来自哪里”：来自首先编译的代码。在 C++ 中，这是非常字面的，它是编译的一部分；假设您不进行 AOT 编译，它在 .NET 中会稍微一点，因为 JIT 加载程序需要参与 IL 和机器代码之间，并且源程序集可能在构建和加载。
主要是，对于 C++ 类型，除非另有说明，否则假定与 Win32 API 兼容的选项。如果你用奇怪的选项编译 C++ 代码，你要么必须使用属性来指定映射，要么它可能不起作用。在极端情况下，您将不得不使用混合模式 C++ 在托管类型和非托管类型之间建立桥梁。C# 不解析 C 头文件，因此，您有责任确保在双方定义的类型都具有完全相同的表示。