从内存位置复制字节时是否需要固定结构

Question

我在 C# 中定义了一个结构来镜像本机数据结构，并使用了 Sequential 的 StructLayout。要将结构转换为 Socket IOControl 方法所需的 12 字节（3x 4 字节），我使用 Marshal.Copy 将字节复制到数组中。

由于结构只包含值类型，我是否需要在执行复制之前固定结构？我知道 GC 会压缩堆，因此引用类型的内存地址可以在 GC 期间更改。堆栈分配的值类型也一样吗？

包含pin操作的当前版本如下：

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)]  
struct TcpKeepAliveConfiguration
{
        public uint DoUseTcpKeepAlives;
        public uint IdleTimeMilliseconds;
        public uint KeepAlivePacketInterval;

        public byte[] ToByteArray()
        {
            byte[] bytes = new byte[Marshal.SizeOf(typeof(TcpKeepAliveConfiguration))];
            GCHandle pinStructure = GCHandle.Alloc(this, GCHandleType.Pinned);
            try
            {
                Marshal.Copy(pinStructure.AddrOfPinnedObject(), bytes, 0, bytes.Length);
                return bytes;
            }
            finally
            {
                pinStructure.Free();
            }
        }
    }

有什么想法吗？

Answer 1

如果您的结构被 lambda 表达式捕获，它不会存储在堆栈中。

因此，我建议您在复制之前始终固定结构。

Eric Lippert 写了一封您可能感兴趣的 article about value type storage。

Answer 2

Frédéric 和 Aliostad 是正确的；您不知道“this”实际存在于何处，因此您不知道是否允许垃圾收集器移动它。

我只想指出，对于您的问题，有一个等效的解决方案可能对您有用。您还可以通过以下方式解决您的问题：

public byte[] ToByteArray()
{
  byte[] bytes = new byte[Marshal.SizeOf(typeof(TcpKeepAliveConfiguration))];
  unsafe
  {
    fixed (TcpKeepAliveConfiguration* ptr = &this)
    {
      // now you have pinned "this" and obtained a pointer to it in one step
    }
  }
}

“固定”语句确保在其块的主体期间，指向“this”的非托管指针是有效的，因为垃圾收集器无法移动内存。基本上这是编写代码的另一种方式；有些人觉得这种方式更容易阅读。

（请注意，在构建包含不安全上下文的代码时，您必须选中 Visual Studio 中的“允许不安全”复选框或在命令行中使用“/unsafe”标志。）

Answer 3

将定义改为class而不是struct。

是的，您必须这样做 - 您的代码对我来说看起来不错。

您将不知道您的结构将存在于何处。它可能是另一个对象结构的一部分，因此位于堆上，也可能是最有可能位于堆栈上的局部变量。如果它在堆上，那么您需要将其固定。