将Rust FFI库中的大量数据返回到C#调用程序的最快方法是什么

本文关键字：程序 调用 是什么 方法 数据 FFI Rust 返回 | 更新日期: 2023-09-27 18:29:02

我正在.NET C#中开发一个程序，该程序通过Rust FFI调用我自己的Rust库，使用extern C关键字并由DllImport加载。

我这样做是因为我想将复杂的计算委托给Rust。从Rust库处理后，预计会将大量数据返回到C#。当这些数据在C#中被消耗时，它们应该处于一种List<MyDataRecord>中。

那么我的问题是：

  1. 从Rust，传递回这些数据的最佳方式是什么？通过指向像结构数组一样排列的内存块的指针
  2. C#如何取回这样的内存块指针？这里有螺纹安全问题吗
  3. 如何在C#中将这样的内存数据块快速转换为我的List<MyDataRecord>

将Rust FFI库中的大量数据返回到C#调用程序的最快方法是什么

我们需要回答的第一个问题是：谁将负责分配和释放内存？如果您提前知道将返回多少元素，那么您可以让C#代码或Rust代码分配内存。如果你事先不知道会返回多少个元素，那么你有两个选项：1）让C#代码询问Rust代码会返回多少元素（如果可能的话），然后从C#分配内存；2） 让Rust代码分配内存。如果您从C#分配托管内存（例如，托管数组），那么您可以让垃圾收集器释放内存。如果从C#或Rust分配非托管内存，则必须使用正确的函数来释放内存。如果使用Rust的默认内存分配器，Rust代码将需要提供一个释放内存的函数。请记住，生成结果的Rust代码需要显式地"泄漏"数组/Vec，否则函数将在返回之前释放内存！

您会发现将.NET的List<T>类型与非托管代码一起使用很困难。您应该使用数组。

另一个需要考虑的重要方面是结构的布局。您必须将#[repr(C)]添加到Rust结构，并将[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]或[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]（取决于结构内部的类型）添加到C#结构，以确保双方在内存中以相同的方式布置结构的字段。

当您在C#代码中为Rust函数定义DllImport时，您可以使用MarshalAs属性对参数和返回值进行注释，以告诉.NET运行时应该如何封送或取消封送参数和返回数值。特别是，UnmanagedType枚举具有LPArray成员，这可能对您的情况有所帮助，但请注意，它使用CoTaskMemAlloc和CoTaskMemFree来管理内存。如果Rust代码负责分配内存，您也可以手动执行解组，方法是将指针定义为IntPtr，并使用Marshal.PtrToStructure解组结构，使用Marshal.SizeOf将指针偏移到下一个元素。

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