利用C++/CLI 封装Native C++ 提升.NET web game性能
这段时间在做新项目的技术论证，其基本想法就是利用Flex调用远程WCF以及发送Socket请求，来实现远程通信，WCF负责实时性要求不高的操作，如聊天，邮件，交易，买卖等，而Socket的目的是提供实时战斗的服务。
无论是WCF，还是Socket，都会提供不少的游戏逻辑，当然，大家心里都有数，与C++相比C#在纯数值运算上慢的太多，但是提到语法简洁性，MS的数据访问组件支持，IDE的智能感知VC又相形见绌。
虽然C++/CLI不能够满足上面的各种要求，但是它却可以Native C++和C#的Adapter，来保证程序的优质性。本文的目的有两点：
如何利用C++/CLI封装Native C++，并被C#调用
被封装过的Native C++代码与C#代码在性能方面的对比
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C++/CLI封装Native C++，并被C#调用
为了方便团队开发，我们通常要将C++代码编译成DLL，以方便.NET开发人员调用，因此，我们首先来编写一个Native C++的类，并编译成DLL。过程如下：
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在VS2008的VC++项目模板中，选择Win32项目中的 Win32 Project，并命名为NativeCPPDLL，如下图所示：
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选择将其编译成DLL，如下图所示：
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在项目中添加一个名为NativeCPP的类，基类结构如下图所示：
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NativeCPP的头文件（NativeCPP.h）代码如下：
#pragma once
#include "math.h"
#ifndef GoWin_DLL_CLASS_EXPORTS
//该类可导出
#define GoWin_DLL_CLASS __declspec(dllexport)
#else
//该类可导入
#define GoWin_DLL_CLASS __declspec(dllimport)
#endif
class GoWin_DLL_CLASS NativeCPP
{
public:
NativeCPP(void);
~NativeCPP(void);
void Compute1();
void Compute2();
}
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NativeCPP的CPP文件（NativeCPP.cpp）的代码如下所示：
#include "StdAfx.h"
#include "NativeCPP.h"
NativeCPP::NativeCPP(void)
{
}
NativeCPP::~NativeCPP(void)
{
}
void NativeCPP::Compute1 ()
{
for(int i=0;i<100000;i++)
{
for(int j=0;j<i;j++)
{
}
}
}
void NativeCPP::Compute2 ()
{
for(int i=0;i< 30000000;i++)
{
pow(1.05,i);//pow函数是游戏里常用的数据增长公式
}
}
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编译代码。
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在解决方案中添加一个C++/CLI的类库，将命名为CPPWrapper如下图所示：
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为CPPWrapper添加刚才编译好的DLL项目的引用，如下图所示，在该项目上点击右键，选择"Reference":
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在弹出的对话框中选择Add New Reference，如下图所示：
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在Projects里选择刚才建立的NativeCPPDLL项目。如下图所示:
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在CPPWrapper里添加一个头文件，内容和名称都"NativeCPP.h"一样。
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在CPPWrapper里添加一个名为NativeCPPWrapper的托管类，如下图所示：
该类的结构与NativeCPP中的类结构完全一样，但是要在类中定义一个从DLL导入的Native C++类的指针，.h文件中的代码如下所示：
#pragma once
#include "NativeCPP.h"
#define GoWin_DLL_CLASS_EXPORTS
public ref class NativeCPPWrapper
{
private:
NativeCPP*nativeCPP;//native c++类的指针
public:
NativeCPPWrapper(void);
public:
void Compute1();
void Compute2();
};
该类的CPP文件，完成就是对Native C++类的接口转换，其代码如下所示：
#include "StdAfx.h"
#include "NativeCPPWrapper.h"
NativeCPPWrapper::NativeCPPWrapper(void)
{
this->nativeCPP =new NativeCPP();
}
void NativeCPPWrapper::Compute1()
{
this->nativeCPP ->Compute1 ();
}
void NativeCPPWrapper::Compute2()
{
this->nativeCPP ->Compute2 ();
}
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在C++/CLI的项目属性里，将Common Language Runtime Support设置为Common Language Runtime Support(/clr),否则的话，将无法使用非托管的Native C++。
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现在可以建立一个C#的项目了，只要添加CPPWrapper的引用，就可以像调用C#写的DLL一样来调用C++/CLI写的类了，如下图所示：
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如何你用的是64位的操作系统的话，直接调用会出错，这时要配置一个C#项目的编译选择，将编译的目标平台设置成"X86"。（请千万别把它读成"叉儿八六"，你是专业计算机人员，应该说的专业点，它叫"艾克思八六"）。如下图所示：
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前面对如何利用C++/CLI封装原生C++代码，并被C#所调用作了一些说明，下面通过数据对比来说明这样做的意义。
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实验说明：
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该实验将进行如下几组测试
| 编号 |
说明 |
| 1 |
利用MFC调用NativeCPP 的DLL，并分别测试NativeCpp中Compute1()以及Compute2()两个函数所需要的时间 |
| 2 |
利用C# WinForm调用NativeCPPWrapper（C++/CLI）来间接访问NativeCPP类中的Compute1()以及Compute2()两个函数，并检测所需要的时间。 |
| 3 |
利用C# WinForm直接调用C#编写的相同功能的Compute1()以及Compute2()两个函数，并检测所需要的时间。 |
说明：Compute1（）里只有循环，Compute2（）里包括了一个pow函数。
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代码略
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测试环境
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测试结果（Debug版本）
| 编号 |
操作 |
时间 |
| 1 |
MFC 调用NativeCPP::Compute1（） |
14s |
| 2 |
MFC调用NativeCPP::Compute2（） |
9s |
| 3 |
C#调用NativeCPPWrapper::Compute1() |
14s |
| 4 |
C#调用NativeCPPWrapper::Compute2() |
9s |
| 5 |
C#调用C#写的Compute1() |
19s |
| 6 |
C#调用C#写的Compute2() |
3s |
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结论
通过1、2、3、4的数据，不难发现，利用C++/CLI封装过的Native C++在性能上基本没有什么损失（但是一定要在操作密集中的代码中封装，而不是调用密集型的代码）。1、3、5三组数据可说明，在单纯的循环上，C#要比C++慢很多。
在debug模式下大量使用Pow函数的时候.net framework里提供的Math.Pow，要远远快于math.h中的pow函数，实验结果中几乎差了三倍！如果改成Release模式，C++中两函数的操作时间基本上都为0，当然C#的速度也有明显提高，但是要远远慢于C++。