SafeHandle和HandleRef

Question

在阅读了这两篇文章之后，包括在这个网站上的一个高投票的答案，我仍然觉得这有点不清楚。

由于我对这件事的理解可能是错误的，我将首先发布我所知道的内容的概要，这样如果我错了，我就可以得到纠正，然后发布我的具体问题：

有时，在编写托管代码时，我们必须将一个地址传递给非托管代码。这就是IntPtr的作用所在。但是，我们试图确保两件相反的事情: a)将指向地址的指针保持在GC中。( b)在不需要时释放它(即使我们忘记显式地这样做)。

HandleRef做第一个，SafeHandle做第二个。(这里我实际上指的是SafeHandle listed 这里的派生词)。

我的问题：

1. 显然，我想确认这两件事。那么我如何获得的功能呢？(这是主要问题。)
2. 从这里和MSDN (“调用托管对象”)来看，似乎只有someObject.Handle可能是GC的，而独立的IntPtr则不会。但是IntPtr本身是被管理的！
3. 如何在IntPtr超出范围(如这里)之前对其进行GC处理？

Answer 1

我认为您将指针(IntPtr或void*)与句柄(对Windows的引用)混淆在一起。不幸的是，句柄可以用IntPtr类型表示，这可能会让人感到困惑。

SafeHandle专门用于处理句柄。句柄不是指针，而是系统提供的表中的索引(某种程度上说，它意味着不透明)。例如，CreateFile函数返回一个HANDLE，它适合与SafeFileHandle一起使用。SafeHandle类本身就是Windows句柄的包装器，当SafeHandle完成时，它将释放SafeHandle句柄。因此，只要您想要使用句柄，就必须确保保留对SafeHandle对象的引用。

指针只是一个值。它是内存中对象的地址。IntPtr是一个struct，struct语义将使它通过值传递(也就是说，每次将IntPtr传递给函数时，您实际上都会复制IntPtr)。除非被装箱，否则GC甚至不会知道您的IntPtr。

HandleRef文档的重要部分是：

HandleRef构造函数接受两个参数:表示包装器的Object和表示非托管句柄的IntPtr。互操作封送拆收器只将句柄传递给非托管代码，并保证包装器(作为HandleRef构造函数的第一个参数传递)在调用期间仍然有效。

我们来看看MSDN示例

FileStream fs = new FileStream("HandleRef.txt", FileMode.Open);
HandleRef hr = new HandleRef(fs, fs.SafeFileHandle.DangerousGetHandle());
StringBuilder buffer = new StringBuilder(5);
int read = 0;

// platform invoke will hold reference to HandleRef until call ends

LibWrap.ReadFile(hr, buffer, 5, out read, 0);
Console.WriteLine("Read with struct parameter: {0}", buffer);
LibWrap.ReadFile2(hr, buffer, 5, out read, null);
Console.WriteLine("Read with class parameter: {0}", buffer);

这相当于：

FileStream fs = new FileStream("HandleRef.txt", FileMode.Open);
var hf = fs.SafeFileHandle.DangerousGetHandle();
StringBuilder buffer = new StringBuilder(5);
int read = 0;

LibWrap.ReadFile(hf, buffer, 5, out read, 0);
Console.WriteLine("Read with struct parameter: {0}", buffer);
LibWrap.ReadFile2(hf, buffer, 5, out read, null);
Console.WriteLine("Read with class parameter: {0}", buffer);

// Since we no more have a HandleRef, the following line is needed:
GC.KeepAlive(fs);

但在这种情况下，更好的解决办法是：

using(FileStream fs = new FileStream("HandleRef.txt", FileMode.Open))
{
    StringBuilder buffer = new StringBuilder(5);
    int read = 0;

    LibWrap.ReadFile(fs.SafeFileHandle, buffer, 5, out read, 0);
    Console.WriteLine("Read with struct parameter: {0}", buffer);
    LibWrap.ReadFile2(fs.SafeFileHandle, buffer, 5, out read, null);
    Console.WriteLine("Read with class parameter: {0}", buffer);
}

总括而言：

1. 对于句柄，使用SafeHandle并确保它是可访问的，直到您不再需要它为止，此时您要么让GC收集它，要么显式地释放它(通过调用Dispose()方法)。 对于指针，确保将指向内存固定在本机代码可以访问它的整个时间内。您可以使用fixed关键字或固定的GCHandle来实现这一点。
2. 正如上面所述，IntPtr是一个struct，所以它不是GC收集的。
3. 收集的不是IntPtr，而是公开它的HWnd对象，这个对象在此时无法访问，并且可以由GC收集。当最后确定时，它会处理手柄。 参考答案的代码是： HWnd a=新的HWnd()；IntPtr h= a.Handle；// GC可以在此时启动并收集HWnd，//因为该行后面没有引用它。//如果是的话，HWnd的终结器就可以运行。//如果它运行，HWnd将释放句柄。//如果释放了句柄，h将保存一个已释放的句柄值，//该值无效。它仍然具有相同的数值，但是// Windows已经释放了基础对象。//作为一个值类型，h本身与GC无关。//这是不能收藏的。把它想成是个整数。B.SendMessage(h，.)；//在这里添加GC.KeepAlive(a)解决了这个问题。 至于对象可达性规则，一旦没有更多可访问的对象引用，对象就被视为不再使用。在前面的示例中，就在IntPtr h = a.Handle;行之后，没有其他其他a变量的使用，因此假设这个对象不再被使用，可以随时释放。GC.KeepAlive(a)创建了这样的用法，因此对象仍然处于活动状态(由于使用情况跟踪是由JIT完成的，所以真正的对象需要更多的参与，但对于这个解释来说，这已经足够了)。

SafeHandle不包括像HandleRef这样的安全措施。对，是这样?

问得好。我认为P/Invoke封送拆收器将在调用期间保持句柄活动，但是它的拥有对象(如HWnd)仍然可以在调用期间显式地释放它，如果它已经完成。这是HandleRef提供的安全措施，您不能单独使用SafeHandle。您需要确保句柄所有者(在前面的示例中是HWnd)自己保持活动状态。

但是HandleRef的主要目标是包装一个IntPtr，这是存储句柄值的旧方法。现在，在句柄存储方面，SafeHandle比IntPtr更可取。您只需确保句柄所有者不会在P/Invoke调用期间显式地释放句柄。