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.net - 从托管 'ref' 内部指针中恢复包含 GC 对象

问题描述

鉴于最新版本的C# 7中的新ref locals和ref return功能，这个问题是新的相关：

随着 C# 中托管或“内部”指针变量的日益突出和更广泛的使用，有时您可能需要为此类指针恢复相应的包含 PinnableGC 对象。例如，如果您将托管指针传递给类型为 的数组元素T，则可能需要数组引用T[]本身才能调用 (eg) Array.Copy(...)。

因此，从托管代码中，考虑到以下流行的内部/托管指针 ( , , ) 的使用，是否有任何合理合法的方法来恢复包含的 GC 对象句柄：refoutin

  1. 指向GC 对象实例中（struct或class）字段的内部指针；
  2. 指向Array的（struct或class）元素 的托管指针。TT[]

在.NET内部，GC 似乎使用以下函数：/coreclr/master/src/gc/gc.cpp

#ifdef INTERIOR_POINTERS
// will find all heap objects (large and small)
uint8_t* gc_heap::find_object (uint8_t* interior, uint8_t* low)
{
    ....

此代码遍历已知的 GC 堆，检查指定的内部指针是否落在已知 GC 对象分配的范围内。显然，这种方法不容易从最终用户管理的代码中访问，而且据我所知，如果没有正在进行的 GC，它甚至可能不相关。

我还查看了 newSpan<T>和System.Memory库，但是如果您没有首先提供数组句柄，则找不到可以恢复（例如）数组句柄的操作序列（因此包含句柄在那些各种结构）。如果_pinnable是可选的（例如Span<T>），则结构中的 GC 句柄是null，因此如果您不从一开始就选择加入，则无法将其取回。

摘要：有没有办法从托管指针中恢复包含对象的句柄？

[编辑：] 如果托管指针指向堆栈上的值类型，那么（假定的）句柄恢复函数通过（例如）返回“null”来指示失败是完全合理的。

相关：C# 垃圾收集器如何找到唯一引用是内部指针的对象？

标签： .netgarbage-collectionmanagedref

解决方案

不，不可能从内部指针恢复包含对象。在 GC 期间，由于所谓的砖表和插头树，内部指针被转换为相应的对象。给定一个指定的地址，计算正确的砖表条目并遍历相应的插头树以找到该地址所在的插头。最后，逐个对象扫描该插件以找到包含所考虑地址的插件。

关键是这些树仅在 GC 期间构建并可用。因此，即使存在这样的“内部指针恢复”API，它也必须等待 GC，并且只能在之后提供答案（这似乎非常不切实际）。其他解决方案，如线性内存扫描，显然可能会引入巨大的开销。

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