在C#调用Native DLLs (P/Invoke)

 在C#中，我们可以透过PInvoke(Platform Invocation Services)来access unmanaged DLL中的function, structs，甚至是callbacks function。

以下是一个简单的例子，示范如何在C#中调用Windows DLL user32.dll。

MessageBox在user32.dll声明如下:

MessageBox(HWND hWnd, LPCSTR lpText, LPCSTR lpCaption, UINT uType);  

C#程序范例：

using System;   
using System.Runtime.InteropServices;    // For StructLayout, DllImport   
   
class MsgBoxTest   
{   
    [DllImport("user32.dll"]   
    static extern int MessageBox(IntPtr hWnd, String text, String caption, int type);   
   
    public static void Main()   
    {   
        MessageBox(IntPtr.Zero, "Text", "Caption", 0);   
    }   
}   

有三个地方要注意。DllImport定义function位于哪个dll中，static定义这是一个global method，extern则是告诉CLR此function是定义在外部文件中。

看到这边好像觉得P/Invoke没什么，继续看下去就知道P/Invoke为什么这么让人头痛。

如果Native function的参数是struct该怎么处理？让我们看一个例子：

void GetSystemTime(LPSYSTEMTIME lpSystemTime);   
   
typedef struct _SYSTEMTIME {   
  WORD wYear;   
  WORD wMonth;   
  WORD wDayOfWeek;   
  WORD wDay;   
  WORD wHour;   
  WORD wMinute;   
  WORD wSecond;   
  WORD wMilliseconds;   
} SYSTEMTIME, *PSYSTEMTIME;   

要调用这个function，我们必须定义一个C#的Class和C Struct有一样的结构。

using System;   
using System.Runtime.InteropServices;        
   
   
[ StructLayout( LayoutKind.Sequential )]   
public class SystemTime    
{   
   public ushort year;   
   public ushort month;   
   public ushort weekday;   
   public ushort day;   
   public ushort hour;   
   public ushort minute;   
   public ushort second;   
   public ushort millisecond;   
}   

StructLayout告诉marshaler如何把每个C# class中的field对应到C Struct中，LayoutKind.Sequential表示每个field是根据pack-size aligned sequentially。

默认的pack-size是8，也就是说所有的field都会aligned成8 bytes。我们可以在StructLayout中加入Pack attribute来修改pack-size。

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)]   

GetSystemTime范例由于刚好是8 byte aligned所以不需更改pack size。

要调用GetSystemTime很简单：

using System;   
using System.Runtime.InteropServices;   
   
class MsgBoxTest   
{   
    [DllImport("Kernel32.dll")]   
    public static extern void GetSystemTime(SystemTime st);   
   
    public static void Main()   
    {   
        SystemTime t = new SystemTime();   
        GetSystemTime(t);   
        Console.WriteLine(t.Year);   
    }   
}   

如果不知道native function如何在C#中声明，可以去PINVOKE.NET搜索。此网站也提供一个方便的Visual Studio add-in可让你在VS中直接查询。