Blittable 型

Blittable 型は、 Microsoft .NET Frameworkのデータ型であり、マネージコードとアンマネージコードの両方でメモリ内で同一のプレゼンテーションを持ちます。Blittable 型と非 Blittable 型の違いを理解すると、.NET アプリケーションでの相互運用性を実現する2 つの手法である COM Interop またはP/Invoke を使用する際に役立ちます。

起源

メモリコピー操作は、ブロック転送(ビットブリットと略される)と呼ばれることもあります(このような転送を行う専用のハードウェアはブリッターと呼ばれます)。ブリット可能とは、ブロック転送を使用してオブジェクトをコピーすることが正当かどうかを表す .NET 固有の用語です。

相互運用性の概要

相互運用性は、アンマネージコードとマネージ .NET コード間でデータとメソッドを双方向に共有することです。.NET では、この 2 つのコードを相互運用するための 2 つの方法、COM Interop と P/Invoke が提供されています。方法は異なりますが、どちらの場合もマーシャリング(データの表現、関数呼び出しの形式、および戻り値の形式間の変換) を行う必要があります。COM Interop は、マネージコードとCOM オブジェクト間のこの変換を処理しますが、P/Invoke は、マネージコードとWin32コード間のやり取りを処理します。blittable データ型と non-blittable データ型の概念は、どちらにも当てはまりますが、具体的には、マネージメモリとアンマネージメモリ間でデータを変換する問題に当てはまります。このマーシャリングは、必要に応じてCLRによって自動的に呼び出される相互運用マーシャラーによって実行されます。

定義された Blittable 型

ブリット可能型は、既定ではマネージドメモリとアンマネージドメモリで共通の表現を持つため、相互運用マーシャラーによる特別な注意を必要としないデータ型です。メモリにデータを固定することで、ガベージコレクターによる移動が防止され、アンマネージドアプリケーションとインプレースで共有できるようになります。^[1]つまり、マネージドコードとアンマネージドコードの両方がこれらの型のメモリ位置を一貫した方法で変更し、マーシャラーがデータの整合性を維持するために必要な労力が大幅に軽減されます。以下は、.NET Framework で使用できるブリット可能型の例です。^[2]

System.Byte
System.SByte
System.Int16
System.UInt16
System.Int32
System.UInt32
System.Int64
System.UInt64
System.IntPtr
System.UIntPtr
System.Single
System.Double

さらに、これらの型の 1 次元配列(安全でない固定バッファーを含む) と、これらの型のインスタンスフィールド (読み取り専用フィールドを含む) のみを含む複合型は、blittable です。非 blittable の static または const フィールドが存在しても、その型が非 blittable になることはありません。これは、そのようなフィールドがマーシャリングに関与しないためです。複合型 (つまり、構造体またはクラス) は、 .NET マーシャラーによって blittable と見なされるためには、[StructLayout] 属性を使用してSequentialのインスタンスフィールドレイアウトを適用する必要があります。構造体には、コンパイラによってこの属性が自動的に適用されますが、非 blittable のクラスを blittable にするには、クラス定義に明示的に追加する必要があります。

型が blittable 型でない場合は、非 blittable 型として分類されます。型が非 blittable 型と見なされる理由は、マネージドメモリ内の 1 つの表現に対して、アンマネージドメモリ内に複数の表現が存在する可能性があり、その逆も同様であるためです。あるいは、マネージドメモリとアンマネージドメモリの両方に、その型の表現が 1 つだけ存在する場合もあります。一方または他方に表現がまったく存在しないこともよくあります。以下は、.NET Framework でよく使用される非 blittable 型です。^[2]

System.Boolean
System.Char
System.Object
System.String

さらに多くの blittable 型と non-blittable 型があり、ユーザー定義型は定義方法に応じてどちらのカテゴリにも当てはまる場合があります (MSDN)。

使用法

この非常に制限的な blittable 型の概念は、.NET が提供する相互運用性サービスの有用性を制限しているように見えますが、そうではありません。blittable 型では相互運用可能な型を簡単に定義できますが、非 blittable 型を相互運用マーシャラーでどのように変換するかを明示的に定義する方法はいくつかあります。^[3]^[4]たとえば、.NET 言語には、型内のフィールド、型自体、およびメソッドパラメーターに適用して、それらの特定のデータの処理方法をマーシャラーに示すことができる属性が多数あります。これらの属性には、型のパッキングまたは配置の詳細、型内のフィールドのオフセットの指定、配列または文字列の表現の指定、関数呼び出しのパラメーター渡しスタイルの制御、メモリ管理手法の指定など、さまざまな目的があります。フレームワークで提供される属性やその他のツールのいずれも適切でない場合は、インターフェイスを実装してICustomMarshaler 、双方向のデータ変換を手動で実行することで、きめ細かい制御が可能になります。ブリット可能な型を構成するものを理解することで、開発者は型を正しくマーシャリングするために介入が必要な状況とそうでない状況を識別できます。このようにして、型や関数呼び出しの過剰な指定に費やす時間が減ります。

参照

参考文献

^ 「MSDN マガジン - P/Invoke 再考」。Msdn.microsoft.com。2011年 12 月 5 日閲覧。
^ ab 「MSDN - Blittable 型と非 Blittable 型」。Msdn.microsoft.com。2016年 2 月 5 日閲覧。
^ 「MSDN - 相互運用マーシャリングの概要」。Msdn.microsoft.com。2012 年 11 月 16 日。2016年 2 月 5 日に閲覧。
^ 「MSDN - .NET 相互運用性」。Msdn2.microsoft.com。2009 年 3 月 5 日。2011年 12 月 5 日に閲覧。

外部リンク

P/Invoke チュートリアル
COM 相互運用チュートリアル
ピンボーク
GotDotNet.com の P/Invoke チートシート
MSDN マガジン - P/Invoke を使用して C# で Win32 DLL を呼び出す

[1] 「MSDN マガジン - P/Invoke 再考」。Msdn.microsoft.com。2011年 12 月 5 日閲覧。

[bnb-2] 「MSDN - Blittable 型と非 Blittable 型」。Msdn.microsoft.com。2016年 2 月 5 日閲覧。

[3] 「MSDN - 相互運用マーシャリングの概要」。Msdn.microsoft.com。2012 年 11 月 16 日。2016年 2 月 5 日に閲覧。

[4] 「MSDN - .NET 相互運用性」。Msdn2.microsoft.com。2009 年 3 月 5 日。2011年 12 月 5 日に閲覧。