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Interop 的效能考量 (C++)

本主題提供能協助您降低 Managed/Unmanaged Interop 轉換對執行階段效能之影響的方針。

Visual C++ 支援與其他 .NET 語言相同的互通性 (Interoperability) 機制,例如 Visual Basic 和 C# (P/Invoke),但是也提供 Visual C++ 特有的 Interop 支援 (C++ Interop)。對於影響效能的關鍵應用程式,瞭解每個 Interop 技術對效能的影響是很重要的。

不管使用的 Interop 技術為何,每次 Managed 函式呼叫 Unmanaged 函式時,都會需要稱為 Thunk 之特殊的轉換順序,反之亦然。Visual C++ 編譯器會自動插入這些 Thunk,但是請務必注意,這些轉換累積起來,從效能的角度來看是高度耗費資源的。

減少轉換

一個避免或減少 Interop Thunk 成本的方式,是重構使用到的介面,最小化 Managed/Unmanaged 轉換。針對繁冗的介面 (頻繁地在 Managed/Unmanaged 界限之間呼叫的介面) 做修改,可以達成大幅度的效能改進。例如在緊密迴圈中呼叫 Unmanaged 函式的 Managed 函式,就是重構的好目標。如果迴圈本身移至 Unmanaged 端,或建立 Unmanaged 端呼叫的 Managed 端替代,比方在 Managed 端將資料貯列起來,於迴圈結束後全部一次封送處理 (Marshaling) 至 Unmanaged API,則轉換的次數可以大幅降低。

P/Invoke 與C++ Interop 的比較

對於 .NET 語言 (例如 Visual Basic 和 C#),與原生元件互通的建議方法是 P/Invoke。因為 .NET Framework 支援 P/Invoke,所以 Visual C++ 也支援此方法,但是 Visual C++ 也提供自己的互通性支援,稱為 C++ Interop。C++ Interop 相對於 P/Invoke 是較佳的方式,因為 P/Invoke 不具型別安全。雖然這樣會使錯誤集中在執行階段回報,但是 C++ Interop 相對於 P/Invoke 也有效能上的優勢。

每當 Managed 函式呼叫 Unmanaged 函式時,這兩種技術都需要數個動作同時進行:

  • 函式呼叫引數從 CLR 封裝處理為原生型別。

  • 執行 Managed 至 Unmanaged 的 Thunk。

  • 呼叫 Unmanaged 函式 (使用原生版本的引數)。

  • 執行 Unmanaged 至 Managed 的 Thunk。

  • 傳回型別和任何 "out" 或 "in,out" 引數,從原生型別封送處理至 CLR 型別。

Managed/Unmanaged Thunk 是讓 Interop 運作的基本條件,但是所需的資料封送處理則取決於使用的資料型別、函式簽章以及資料使用的方式。

C++ Interop 執行的資料封送處理是極簡形式:參數在 Managed/Unmanaged 界限之間以位元為單位複製,完全不執行轉換。對於 P/Invoke,只有在全部的參數都是簡單的 Blittable 型別時才是如此。否則 P/Invoke 會執行非常完整的步驟,將每個 Managed 參數轉換為適當的原生型別。如果引數標記為 "out" 或 "in,out",也會以相反方向執行此轉換動作。

換句話說,C++ Interop 使用最快的資料封送處理方式,而 P/Invoke 使用最完整的方式。這表示 C++ Interop (C++ 的典型方式) 預設提供最佳效能,而程式設計人員則要負責處理這個行為不安全或不適當的地方。

因此 C++ Interop 會要求資料封送處理必須是明確提供的,但是好處是程式設計人員可以根據資料的本質,自行決定適當的作法和使用方式。此外,雖然 P/Invoke 資料封送處理的行為某種程度上可以自訂修改,但是 C++ Interop 讓資料封送處理可以在每次呼叫時自訂。這是使用 P/Invoke 時無法做到的。

如需 C++ Interop 的詳細資訊,請參閱使用 C++ Interop (隱含 PInvoke)

請參閱

概念

混合 (原生和 Managed) 組件