【C#】中托管与非托管对象区别、托管与非托管DLL区别

C++ 中的托管与非托管的区别_托管程序和非托管程序-CSDN博客

C# 中托管与非托管对象区别

在C#中，托管对象和非托管对象的主要区别在于内存管理和执行环境：

托管对象 (Managed Objects)

内存管理：托管对象的内存由.NET运行时（CLR，Common Language Runtime）的垃圾回收器（Garbage Collector, GC）自动管理。开发者无需手动分配或释放内存，减少了内存泄漏的风险。
安全性：托管代码在执行前会被CLR验证，确保代码遵循类型安全和其他安全规则，从而提高了程序的安全性。
跨语言互操作性：托管代码支持.NET框架的各种语言之间无缝交互，因为它们都共享相同的运行时环境。
异常处理：CLR提供了统一的异常处理机制，使得托管代码可以更容易地处理错误和异常。
兼容性：托管代码运行在虚拟机上，与底层硬件的细节隔离开，提高了代码的可移植性。

非托管对象 (Unmanaged Objects)

内存管理：非托管对象的内存分配和释放需要手动完成。开发者必须显式调用相应的函数（如C++中的new和delete）来分配和释放内存，这可能导致内存泄漏和悬挂指针的问题。
性能：由于没有垃圾回收的开销，非托管代码在某些场景下可能提供更好的性能，尤其是对实时性和效率要求极高的应用。
直接访问硬件：非托管代码可以直接操作内存地址和使用指针，因此可以进行底层的硬件操作，适合编写驱动程序、操作系统组件或高性能计算等。
安全性降低：非托管代码不受CLR的安全检查和管理，可能会引入安全漏洞，需要开发者自行确保代码的安全性。
语言限制：非托管代码通常与特定的编程语言紧密相关，不如托管代码那样容易实现跨语言的互操作。

区分托管与非托管对象基本原则

托管对象：
- 由C#代码直接创建的基本类型实例（如int, double, string, class对象等）。
- 所有的引用类型（class）实例都是托管对象。
- 数组（包括byte[]），无论是值类型数组还是引用类型数组，都是托管对象。
- 通过new关键字实例化的对象，除非特别说明（比如封装了非托管资源的情况），都是托管对象。
- .NET Framework和.NET Core/NET 5+库中提供的大多数对象都是托管对象。
非托管对象：
- 操作系统资源，如文件句柄、网络socket、GDI+对象、窗口句柄等。
- 原生指针（使用unsafe代码块中的指针）。
- 使用非托管API直接分配的内存（如通过Marshal.AllocHGlobal分配的内存）。
- 结构体（struct）本身是值类型，属于托管对象，但如果结构体中包含指针或句柄到非托管资源，则需要特别注意资源的释放。

总结

总的来说，托管对象提供了高级的抽象层，简化了内存管理并增强了安全性，适合大多数应用程序开发。而非托管对象则提供了对底层资源的直接控制，适用于性能敏感或需要直接硬件访问的场景。

在C#中，虽然大部分对象都是托管的，但在必要时也可以通过unsafe代码块和指针对非托管资源进行操作。

判断一个对象是否为托管对象的一个简单方法是看它是否需要手动调用Dispose方法来释放资源。一般而言，只有封装了非托管资源的类（实现了IDisposable接口）才需要显式清理，这些类通常涉及操作系统资源或其他非.NET管理的内存。

C# 中托管与非托管DLL区别

在C#中，托管DLL和非托管DLL的主要区别在于它们与.NET运行时环境（CLR, Common Language Runtime）的集成度、调用方式以及内存管理等方面：

托管DLL (Managed DLL)

生成环境：托管DLL是在.NET环境中编写的，使用C#、VB.NET等.NET支持的语言，并且面向.NET框架或.NET Core/NET 5+。
CLR集成：托管DLL中的代码是CLR可识别的，可以直接在.NET环境中执行，享受垃圾回收、类型安全检查等服务。
引用和调用：托管DLL可以通过Visual Studio的“添加引用”功能轻松添加到项目中，然后通过using指令导入命名空间直接调用其中的类和方法。
内存管理：内存由CLR的垃圾回收器自动管理，开发者无需关心内存的分配和释放。
安全性：托管代码在执行前会经过CLR的安全检查，提高了代码的安全性。

非托管DLL (Unmanaged DLL)

生成环境：非托管DLL可能由C、C++等非.NET语言编写，不依赖于.NET运行时。
独立于CLR：非托管DLL中的代码不被CLR直接理解或管理，不提供垃圾回收等服务。
调用方式：在.NET环境中调用非托管DLL，需要使用DllImport特性来进行平台调用（PInvoke），明确指定函数的入口点和调用约定。
内存管理：开发者需手动管理内存分配和释放，可能涉及到指针操作。
安全性：没有CLR的安全检查，允许直接内存操作，可能带来安全隐患，但同时也提供了更底层的灵活性和性能优势。

总结

托管DLL更适合.NET生态系统内的开发，提供高级抽象和自动内存管理，便于开发和维护，但可能牺牲一定的性能。非托管DLL则用于需要直接访问硬件、使用现有C/C++库或追求最高性能的场景，但要求开发者承担更多的内存管理责任，并需关注安全性和跨平台兼容性问题。C#程序在需要调用非托管DLL时，必须通过特定的机制桥接.NET世界与非.NET世界的差异。