聊一聊 C# NativeAOT 多平台下的函数导出

一:背景

1. 讲故事

昨晚训练营里有一位朋友提到一个问题,说 C# AOT程序能否编译为一个dll,供其他语言调用,其实这个是完全没有问题的,也确实我的的文章体系中没有涉及到这块,那今天就补充完整吧。

二:NativeAOT 函数导出

1. 简单的案例

在 C 中我相信很多人都知道用 dllexport 进行函数导出,如下所示:

 extern "C" { 	_declspec(dllexport) void ComplexCalculation(); }  

在 C# 中其实也差不多,用 UnmanagedCallersOnly 特性替代即可,接下来创建一个 C# 的类库,参考代码如下:

 internal class ExportMethods {     [UnmanagedCallersOnly(EntryPoint = "ComplexCalculation")]     public static int ComplexCalculation(int a, int b, IntPtr stringInput)     {         try         {             // 1. 处理字符串参数(从非托管代码传入的 char*)             string? inputStr = Marshal.PtrToStringAnsi(stringInput);              Console.WriteLine($"Input string: {a},{b}, {inputStr}");              // 2. 复杂计算逻辑             int result = a + b;              if (inputStr?.ToLower() == "double")             {                 result *= 2;             }              return result;         }         catch (Exception ex)         {             Console.WriteLine(ex.Message);             return -1;         }     } }  

在 csproject 中追加最后二行,其中的 <NativeLib>Shared</NativeLib> 表示可以生成动态链接库,即 windows 上的 .dll 以及 linux 上的 .so 文件。

 <Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">  	<PropertyGroup> 		<TargetFramework>net8.0</TargetFramework> 		<ImplicitUsings>disable</ImplicitUsings> 		<Nullable>enable</Nullable> 		<Platforms>AnyCPU;x86</Platforms> 	  <!--追加的 ⬇--> 		<PublishAot>true</PublishAot> 		<NativeLib>Shared</NativeLib> 	</PropertyGroup>  </Project>  

配置好之后就可以用 dotnet publish 发布为 windows 的原生动态链接库,参考如下:

 PS D:skyfly20.20250116srcExampleExample_20_1_1> dotnet publish -r win-x64  -o D:testdump 还原完成(0.3)   Example_20_1_1 已成功 (1.5) → D:testdump  在 2.1 中生成 已成功 PS D:skyfly20.20250116srcExampleExample_20_1_1>  

生成好 dll 之后可以用 PPEE 工具观察下 export 表,打开之后果然有了 ComplexCalculation 函数。

聊一聊 C# NativeAOT 多平台下的函数导出

接下来大家可以把这个 dll 提供给 C 或者 C# 去调用,只要 PE头里有,怎么开心怎么玩。

这里新建一个 Example_20_1_6 的 C# 控制台程序,使用传统的 DllImport 导入外部方法,就像以前引入C的外部方法一样,参考代码如下:

 internal class Program {     [DllImport("Example_20_1_1", CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]     extern static int ComplexCalculation(int a, int b, IntPtr stringInput);      static void Main(string[] args)     {         Console.WriteLine("准备调用原生方法...");          // 1. 将托管字符串转换为非托管指针         IntPtr stringPtr = Marshal.StringToHGlobalAnsi("double");          try         {             // 2. 调用原生方法             int result = ComplexCalculation(10, 20, stringPtr);              Console.WriteLine($"调用完成,结果: {result}");         }         finally         {             // 3. 释放非托管内存             Marshal.FreeHGlobal(stringPtr);         }     } }  

Example_20_1_1.dll 拷贝到当前的bin目录下,运行程序之后,一切ok,截图如下:

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2. linux 上的投放

刚才只是在 windows 平台上的演示,接下来试部署到 ubuntu 上,正常情况下你可能不会那么一帆风顺,不是缺少这个库就是那个库,比如下面的报错。

 root@ubuntu2404:/data2/Example_20_1_1#  dotnet publish -r linux-x64 -o ./dll MSBuild version 17.8.22+bfbb05667 for .NET   Determining projects to restore...   Restored /data2/Example_20_1_1/Example_20_1_1.csproj (in 27.42 sec).   Example_20_1_1 -> /data2/Example_20_1_1/bin/Release/net8.0/linux-x64/Example_20_1_1.dll   Generating native code   /usr/bin/ld.bfd: cannot find -lz: No such file or directory  

上面就是典型的缺少 zlib 包,安装一下即可,所以大家也是根据报错一个一个解决,最终肯定会走出迷雾。

 root@ubuntu2404:/data2/Example_20_1_1# sudo apt update && sudo apt install zlib1g-dev  root@ubuntu2404:/data2/Example_20_1_1# dotnet publish -r linux-x64 -o ../ MSBuild version 17.8.22+bfbb05667 for .NET   Determining projects to restore...   All projects are up-to-date for restore.   Example_20_1_1 -> /data2/Example_20_1_1/bin/Release/net8.0/linux-x64/Example_20_1_1.dll   Example_20_1_1 -> /data2/  root@ubuntu2404:/data2/Example_20_1_1# ls -lh ../ total 4.0M drwxr-xr-x 5 root root 4.0K May 28 10:20 Example_20_1_1 -rw-r--r-- 1 root root 1.5M May 28 10:26 Example_20_1_1.so -rwxr-xr-x 1 root root 2.5M May 28 10:26 Example_20_1_1.so.dbg -rw-r--r-- 1 root root    0 May 28 10:18 app.c  

有了这个 so 文件后,接下来我们新建一个 c文件,参考代码如下:

 #include <stdio.h> #include <dlfcn.h> // 动态加载库  int main() {     void *handle = dlopen("./Example_20_1_1.so", RTLD_LAZY);          if (!handle)     {         fprintf(stderr, "Error: %sn", dlerror());         return 1;     }      // 获取函数指针     int (*ComplexCalculation)(int, int, const char *) =         (int (*)(int, int, const char *))dlsym(handle, "ComplexCalculation");      if (!ComplexCalculation)     {         fprintf(stderr, "Error: %sn", dlerror());         dlclose(handle);         return 1;     }      // 调用函数     int result = ComplexCalculation(10, 20, "double");     printf("Result: %dn", result);      dlclose(handle); // 关闭句柄     return 0; }  

使用 vscode 远程调试,哈哈,得到了我们想要的结果,截图如下:

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三:总结

这篇我们演示了 windows 上的 C# 调用 C# AOT 及 linux 上的 C 调用 C# AOT,是不是挺有意思,也算是给训练营学员提供的一份资料参考。
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