可供 C# 和 Visual Basic 调用的 WinRT API

  • Jonathan Allen
  • 侯伯薇

2011 年 9 月 20 日

话题:.NETJavaScriptC#C++语言 & 开发

尽管我们可以使用.NET 语言来调用 Win32 API,但那样做会很困难。所以在过去的两年间微软一直在构建替代的方案,它就是实现了跨语言支持的 Windows 运行时,即 WinRT。我们可以在 C++ 和.NET 中创建 WinRT 组件,并且可由二者以及 JavaScript 使用。

尽管 COM 在表面上是一种基于 OOP 的框架,但它与.NET 之间有很大的区别。在 WinRT 出现之前,COM 是基于接口而不是基于类的。这意味着其中缺少很多.NET 开发者认为应该有的内容,像构造函数以及静态方法等。C++ 组件扩展解决了这个问题。

WinRT 形式的 COM 使用的元数据格式和通用语言运行时(Common Language Runtime)相同。这些信息存储在表示结构的 WINMD 文件中,尽管没有实现,但在所有公有类中都会有。FXCop 被用于检验这些文件所暴露的 API 是否遵循.NET Framework 的设计指南。

.NET 在最开始时就有“API 设计委员会(API Design Board)”。受此启发,Windows 运行时也会建立 API 设计委员会来对其进行管理。很多最初的成员都在.NET 委员会中,并且很多指南都直接来自于.NET 基本类库所遵循的原则。

Windows 运行时会返回 HRESULT,而不会抛出异常。对于众所周知的 HRESULT 值来说,会抛出相应的异常,而对于其他值就只能抛出 COMException。

WinRT 的 IAsyncOperation 接口现在使用新的 async/await 关键字,就像.NET 的 Task 对象一样。

所有 Windows 运行时的集合接口都被映射到.NET 框架的等价物上。在.NET 4.5 中添加了 IReadOnlyList 和 IReadOnlyDictionary,用来负责处理 WinRT 中的只读集合。

WinRT 和.NET API 在两个地方无法匹配。WinRT 的 stream 无法直接与.NET 的 IO.Stream 类兼容,但是可以调用名为 AsStream 的扩展方法来进行转换。WinRT 还拥有名为 IBuffer 的接口,这在.NET 中也无法简单地实现。在此也有一个扩展方法来进行 IBuffer 和比特数组之间的转换。

我们可以使用 C# 和 VB 来创建新的 Windows 运行时程序库,过程非常简单。为了把类暴露为 Windows 运行时组件,我们只需要把项目类型设置为“WINMD 文件”,并确保遵循以下规则:

  1. API 签名只使用 Windows 运行时的类型
  2. 结构体只能拥有公有的数据字段
  3. 只允许对 XAML 控件使用继承,其它类型都必须使用 sealed 关键字。
  4. 只支持内建的泛型

编译这些库之后,我们就可以在 C++ 和 JavaScript 中调用它们,就像从.NET 中调用一样简单。

警告

由于 WinRT 是基于 COM 构建的,所以你同样会有引用计数和 mark-and-sweep 垃圾回收器之间无法融合的问题。对于实现了析构函数释放非内存资源的对象来说,这是最常见的问题。我们可以考虑调用“Marshal.FinalReleaseComObject”来解决问题,但是那本身也存在问题。

COM 风格的 marshaling 需要在.NET 和本地组件之间调用。尽管这通常是无关紧要的,但是如果 API 非常不正式,那么就会出现问题。

内建的 WinRT 库(而不是 XAML)是在 Metro 运行时环境之外提供的。然而,第三方的 WinRT 库并非如此。这是 WinRT 中激活框架(activation framework)的限制,而不是.NET 的问题。

查看英文原文:C# and Visual Basic on the WinRT API

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