【C#】调用C++dll时，出现“尝试读取或写入受保护的内存。这通常指示其他内存已损坏。”

wangnaisheng

已于 2024-09-19 10:39:18 修改

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分类专栏： C# 文章标签： c#

于 2024-04-11 19:23:56 首次发布

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1.问题起源

当C#调用C++编写的DLL时出现“尝试读取或写入受保护的内存”错误时，这个问题通常是由于以下几个方面引起的：

数据类型不匹配：
- DLL接口中的参数类型没有正确映射到C#。例如，C++中的指针类型可能需要通过IntPtr在C#中传递，并且需要正确地进行封送处理（marshalling）。
内存管理问题：
- 在C++ DLL内部，可能是由于内存分配、释放不当导致的问题，如未初始化的指针、越界访问数组或对象生命周期管理不正确等。
字符集和字符串处理：
- 字符串在C++和C#之间转换时，如果没有正确处理宽/窄字符，可能会导致此类错误。C#的string应与C++的wchar_t*或LPWSTR对应，如果是ANSI编码，则应与char*或LPSTR对应。
平台兼容性：
- 确保C#程序和C++ DLL是在同一平台上运行（32位 vs 64位），并且它们的编译选项是一致的。
全局/静态变量状态：
- 如果C++ DLL依赖于全局或静态变量来维护状态，确保这些变量在每次调用前后的状态是正确的，不会因为多次调用间的状态残留导致错误。
符号加载与调试信息：
- 在调试阶段，确保拥有正确的PDB文件以便调试器能正确解析DLL内部的符号，从而准确定位问题。
资源清理：
- 如果DLL函数返回指向堆上分配的对象，确保C#代码正确地处理这些资源，避免对已经释放的内存进行访问。

2.问题排查和修复

步骤包括但不限于：

检查并修正C#中DllImport声明的参数类型，确保与C++接口完全一致。
使用Marshal类进行适当的内存管理和数据类型转换。
确保所有跨语言边界的内存操作安全有效。
检查DLL是否在不同调用之间正确管理其内部状态。
确保构建配置（如目标平台、字符集等）的一致性。
使用调试工具进行更深入的分析，找出可能导致错误的具体代码位置。

如果以上常规检查无法解决问题，可能需要进一步审查C++代码以确定是否存在内存泄漏、双重释放或其他内存相关的bug。

1. 检查数据类型映射

确保C#与C++之间的数据类型匹配。例如：

C++中的int通常是32位整数，在C#中应使用int。
如果C++使用了指针或引用，需要在C#中使用IntPtr或者相应的结构体，并且正确地管理这些指针。

2. 字符串处理

如果涉及到字符串传递，确保使用正确的字符集。可以使用MarshalAs属性来指定字符集：

[DllImport("YourDll.dll", CharSet = CharSet.Ansi)]
public static extern int YourFunction([MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)] string yourString);

3. 结构体和数组

当传递结构体或数组时，需要确保它们在C#和C++之间有相同的布局。可以使用StructLayout属性来控制结构体的布局：

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, CharSet = CharSet.Ansi)]
public struct MyStruct
{
    public int Id;
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 100)]
    public string Name;
}

4. 使用正确的调用约定

确保在DllImport中指定了正确的调用约定。默认是CallingConvention.StdCall，但有时可能需要使用Cdecl或其他约定：

[DllImport("YourDll.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
public static extern int YourFunction(int param);

5. 管理内存

如果从C++接收到了一个指向动态分配内存的指针，确保在C#中释放这个内存。同样，如果你向C++传递了一个指针，确保它在整个函数调用过程中有效。

6. 启用托管调试助手 (MDA)

可以在项目设置中启用MDA来帮助诊断互操作性问题。例如，InvalidGCHandleCookie MDA可以帮助检测无效的GCHandle使用情况。

7. 更新和测试

确保使用的DLL版本是最新的，并且已经经过充分测试。如果有更新，确保C#代码也相应更新以保持兼容。

8. 分析堆栈跟踪

查看完整的异常堆栈跟踪，它会告诉你具体是在哪个函数调用时发生的错误。这有助于定位问题的具体位置。

9. 调试

如果可能的话，可以在C++ DLL中添加日志输出或断点，以便在运行时检查参数值和状态。

10. 重构代码

如果以上方法都无法解决问题，考虑重构部分代码，比如将复杂的交互逻辑移到C++中，减少跨语言边界的数据交换。

通过以上步骤，应该能够找到并解决导致内存访问异常的问题。