SWIG_csharp_string_callback 在将字符串 (const char*) 从 C++ 传递到 C# 时会导致内存泄漏

Question

使用 swig 控制器将字符串 (const char*) 参数从 C++ 传递到 C# 时，我面临内存泄漏。 我在 swig 论坛中发现了一个类似的问题，并提供了一些有价值的建议，但是，缺少正确的类型映射集（即使在当前的 swig 版本 2.0.11 中也未解决该问题）。

在花了几天的谷歌搜索和调查 swig 代码之后，我终于写了一组类型图，为我解决了这个问题。

我希望这个问题和发布的答案会有所帮助。

Answer 1

这是 char* 的一组类型映射，它为我完成了这项工作。

这个想法是将 char* 作为 IntPtr 传递给 C#，然后使用InteropServices.Marshal.StringToHGlobalAnsi()将其转换为 C# 字符串（C# 字符串将被 GC 销毁）。 类似地，当将字符串从 C# 传递到 C++ 时，我们使用InteropServices.Marshal.StringToHGlobalAnsi()方法将其转换为 IntPtr（并确保一旦调用返回，该对象将最终被销毁）。

// Alternative char * typemaps.
%pragma(csharp) imclasscode=%{
  public class SWIGStringMarshal : IDisposable {
    public readonly HandleRef swigCPtr;
    public SWIGStringMarshal(string str) {
      swigCPtr = new HandleRef(this, System.Runtime.InteropServices.Marshal.StringToHGlobalAnsi(str));
    }
    public virtual void Dispose() {
      System.Runtime.InteropServices.Marshal.FreeHGlobal(swigCPtr.Handle);
      GC.SuppressFinalize(this);
    }
    ~SWIGStringMarshal()
    {
        Dispose();
    }
  }
%}

%typemap(ctype) char* "char *"
%typemap(cstype) char* "string"
// Passing char* as an IntPtr to C# and then convert it to a C# string.
%typemap(imtype, out="IntPtr") char *  "HandleRef"

%typemap(in) char* %{$1 = ($1_ltype)$input; %}
%typemap(out) char* %{$result = $1; %}

%typemap(csin) char* "new $imclassname.SWIGStringMarshal($csinput).swigCPtr"
%typemap(csout, excode=SWIGEXCODE) char *{
    string ret = System.Runtime.InteropServices.Marshal.PtrToStringAnsi($imcall);$excode
    return ret;
}
%typemap(csvarin, excode=SWIGEXCODE2) char * %{
    set {
        $imcall;$excode
} %}

%typemap(csvarout, excode=SWIGEXCODE2) char * %{
    get {
        string ret = System.Runtime.InteropServices.Marshal.PtrToStringAnsi($imcall);$excode
        return ret;
} %}

%typemap(directorout) char* %{$result = ($1_ltype)$input; %}
%typemap(csdirectorout) char * "$cscall"

%typemap(directorin) char * 
%{
    $input = (char*)$1;
%}
%typemap(csdirectorin) char* "System.Runtime.InteropServices.Marshal.PtrToStringAnsi($iminput)";

附： 我在 Windows 32/64 以及 Linux 64 操作系统上测试了类型映射。

Answer 2

这是一个已知的错误，几年前就在 SWIG 组织中报告过，请参阅https://github.com/swig/swig/issues/283和https://github.com/swig/swig/issues/998

此错误在最新版本中尚未修复（直到现在是 4.0.2 版）。

代码的bug在swig\\Lib\\csharp\\std_string.i。 有了这个错误，当有字符串回调时，它会在我的应用程序中用 C++ 生成这样的函数：

void SwigDirector_MyCode::LogDebug(std::string const &message) {
  char * jmessage = 0 ;
  if (!swig_callbackLogDebug) {
    throw Swig::DirectorPureVirtualException("SDS::ISDSLogger::LogDebug");
  } else {
    jmessage = SWIG_csharp_string_callback((&message)->c_str());
    swig_callbackLogDebug(jmessage);
  }
}

LogDebug 应从 C++ 代码调用。

在代码中，jmessage 是新分配的内存。 您可以验证它是否在调用后更改了 jmessage 中的第一个字符，并且您可以看到 (&message)->c_str() 没有更改。

有想法说应调用 free() 或 delete 来释放从 SWIG_csharp_string_callback() 创建的内存。

但这对我不起作用。 我正在使用 SWIG 从 C++ 生成 C# 包装器。

我的解决方案是在我的项目 .i 文件中为 std::string const & 类型定义新的类型映射。

%typemap(directorin) const std::string & %{ $input = const_cast<char *>($1.c_str()); %}

所以我生成的代码变成了：

void SwigDirector_MyCode::LogDebug(std::string const &message) {
  char * jmessage = 0 ;

  if (!swig_callbackLogDebug) {
    throw Swig::DirectorPureVirtualException("MyCode::LogDebug");
  } else {
    jmessage = const_cast<char *>((&message)->c_str()); 
    swig_callbackLogDebug(jmessage);
  }
}

在这段代码中，不再分配 jmessage。

它已经在 Debian 9 mono 和 Windows 7 和 VS2017 上进行了测试。