# CadFlex

**Repository Path**: JJbox/cad-flex

## Basic Information

- **Project Name**: CadFlex
- **Description**: 代理CAD全部版本的API使得大家可以更方便使用
- **Primary Language**: C#
- **License**: MIT
- **Default Branch**: main
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2025-12-18
- **Last Updated**: 2026-01-04

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# cad-flex

我用mono反编译dll为C#代码，然后实现代理转发，保证用户原本的代码不改变，然后进行隔离。

已经构造了架构，现在剩下发送函数的问题没有解决。想要发送函数名和参数过去，但是C#支持out/ref/返回值，虽然可以写一个接收器socket不断接收要触发函数，但是这样很慢。这样存在序列化，无论是字符串还是二进制序列化都太慢了。因此我要弄一些更好的加速方案。

```
原始代码（完全不变）
     ↓
编织器（Weaver）← 运行时重写
     ↓
共享内存代理类(复刻cad的)
类转结构体.
     ↓
共享内存 ←→ 远程执行环境,持有资源
```

## 项目结构

### 1. FlexServer (类库, 通讯包读取, 被cad加载)
- acad每个net版本一个，会跟net版本绑定，也就是多个dll，由我负责，插件层就不需要处理多版本了
- **功能**：
  - socket通讯，也就是网络插件。但是存在性能问题，可以备选
  - 进行不断扫描共享内存里面的环形队列，每个线程一个，异步扫描
  - 构造编织器（Weaver），运行时重写
  - 遍历自身acad公开的函数指针，然后实现一个funcMapArray，握手阶段
  - socket就把公开函数给暴露出去
- **测试**：用acad多个版本加载和测试

### 2. FlexProxy (类库, 通讯包写入, 被插件引用)
- 这是被插件引用的net8.0的dll项目
- **注意**：acadcode文件夹内是FlexReflector项目生成过来的代码，不能改，要改就去FlexReflector项目内改生成逻辑
- **功能**：
  - 启动之后不断往共享内存的`环形队列`写入函数指针和参数
  - 需要每个线程一个环形队列
  - 握手阶段：把共享内存funcMapArray转为自己内存的map
  - 生成代码：每个函数写入共享内存环形队列，写的是服务端的函数指针

### 3. PluginExample (用户负责)
- 用户插件，用户自己有自己的名称
- 我只写一个例子，需要引用FlexProxy

### 4. FlexReflector (控制台, 反射生成代码)
- mono反射dll生成代码
- 里面有资源文件夹(acad08的dll,acad10的...)，是会拷贝到输出目录
- 输出到FlexProxy-acadcode项目内
- **功能**：生成CAD类的代理代码，实现类转结构体

### 5. FlexMemoryPool (类库, 共享内存分配器)
- 共享内存分配器，仿照堆分配
- 其实我们是没有清零的，表示速度快得很
- 由于做了对齐内存，申请内存时候是指针的前一个块的,[填充...][块首,块尾][∧指针,对齐16字节]
- **测试**：test文件夹内放控制台测试

### 6. FlexCircularQueue (类库, 环形队列)
- 共享内存无锁环形队列
- 在共享内存上面找一个位置
- **测试**：test文件夹内放控制台测试

### 7. FlexClient (类库)
- 客户端通讯组件，用于与FlexServer进行交互

## 核心设计思路

### 资源问题
由于我想实现资源零拷贝，因此我使用共享内存模拟堆分配，已经实现了在项目的 FlexMemoryPool 分配器中，但是只能写入结构体。因此我必须要在 FlexReflector 项目上面实现输出`类转结构体`，需要放在一个FlexStruct文件夹内，这样就可以两边读写是同一个内存的资源，而且由于生成了私有结构体，方便我们检查代码。

### 未完成

反射cad的每个类,都需要创建一个影子结构体(私有的)
写在另一个文件夹下面,例如 acdbmgd 就生成 acdbmgd_shadow 文件夹

我目前创建 类/结构体 的转发逻辑是错误的,

需要遍历全部的CAD类生成私有结构体
我希望是每次创建类资源的时候，背后都是申请了一个结构体写入共享内存。
然后，我生成的类代码的属性=>指向共享内存的结构体。

那么acad的结构体怎么办呢?
new struct 的话岂不是也可以直接映射到共享内存?

反射本类全部公共字段和属性.致密排序.得到内存长度()生成一个影子结构体.

把类型加入映射表来给后面的重复检测提供类型指针: map[classType, structType]


例子:
```csharp
// 不要创建新工程实现,因为实现了大量的过滤和处理,你需要在原有代码上面进行修改指向.
// 需要创建新的文件夹写结构体.

// 实际上还是会有类头的，也仅仅只有类头那一点点字节.
public class 类名aa {
    // 放共享内存的结构体指针在这里.
    private Intptr _p;

    // 类的属性指向共享内存了,这样就0开销了
    public int 属性名 {
        get => _p.get属性名;
        set => _p.set属性名 = value;
    }

    public void 类名aa {
        // 这里添加一个共享内存的方式申请方法,用FlexMemoryPool申请
        _p = Helpers.ProxyForwarder.Alloc<结构体aa>();
    }
    void Dispose() {
        // 需要释放共享内存的p指针,如果用户代码没有释放,那就内存泄露,让用户自己保证.
        Helpers.ProxyForwarder.Free(_p);
    }
}

// 生成的影子 结构体aa,全部是internal,但是属性是可以访问的
internal class 结构体aa {
   public int 属性名;
   public int 属性名2;
   public int 属性名3;
}
```

### 函数收发
cad服务端:
- 用核心个线程数和核心绑定(貌似异步就好了啊),每个线程跳转到各自的共享内存位置环形队列
- 然后开始不断读取并执行:通过`map[函数名, 本地指针]`
- 函数指针-读取参数-操作完成解锁
- 参数如果是不定参数,那么还需要获取不定参数的堆位置,解析出来,也就是二次跳转

插件端代理类:
- 不断写入共享内存中
- 跳转共享内存的线程栈的上下文-队列如果无锁就上锁-参数压入-函数指针转换表

### 环形队列
代理一直写 固定栈帧(函数指针+参数列表)
cad就一直追着执行...

```
分块环形缓冲区,每个分块有版本号表示是否已经执行,
防止追尾,像麦克风驱动程序一样,这样可以用到CPU预读机制.
每个函数会高频写入,也就是存在写到一半容量,就被设置为读取,
然后写入就会去写下一个块,如果撞车,那么写入期间有锁,所以无法读取.
```

### 握手阶段
函数是一等公民: `函数(this,剩余参数...)`
如果send函数名太有问题了,要转为函数指针,否则会导致字符串拷贝.
不定长参数要用共享内存的堆分配器进行分配.

加载插件之后,
服务端和客户端(插件)需要握手,同步双方函数指针.
服务端触发是触发cad自己的函数指针,

cad内部遍历一次自己的类,把函数指针提取出来,转数组写入共享内存:
`funcMap[函数名,函数指针].ToArray()`
共享内存是难以用map的,所以要转数组.

客户端插件:
需要把共享内存funcMapArray转为自己内存的map,生成代码:每个函数写入共享内存环形队列,写的是服务端的函数指针!

所以我们选择了写入慢,读取快.
要做:
转非托管函数指针,并且钉着托管函数,避免GC回收造成脱钩.

### 结构体传参计算/不定参数计算
考虑参数传递结构体,岂不是要动态栈帧,反射cad每个参数列表,
预先计算cad的每个结构体长度,求得参数集合最长的帧长,就可以只需要一个固定帧.
不定长度参数呢?
把这部分放到共享堆,这样就是一个`void*`指针长度了.

## 技术亮点

1. **零拷贝设计**：通过共享内存实现资源的直接访问，避免了序列化和反序列化的开销
2. **高性能通讯**：使用无锁环形队列实现高频函数调用
3. **跨版本兼容**：FlexServer针对不同CAD .NET版本提供支持，插件层无需处理多版本问题
4. **透明代理**：用户原始代码无需修改，通过编织器实现运行时重写
5. **类转结构体**：实现CAD类到结构体的转换，便于在共享内存中高效传输
6. **无锁编程**：采用无锁设计提高并发性能

## 总结

cad-flex项目旨在实现CAD插件的高效隔离和跨版本兼容，通过共享内存、无锁编程和运行时编织等技术，实现了高性能的插件执行环境。项目结构清晰，各组件职责明确，便于维护和扩展。

## 注意事项

- 目前的事件没有add和remove，无法通过编译
- 类里面有字符串这种引用类型需要特殊处理
- 类数量满过共享内存会出现分配异常OOM
- 客户端和服务端之间存在乒乓pingpong效应，可能影响CPU预取

## 未来展望

1. 完善事件处理机制
2. 优化字符串等引用类型的共享内存处理
3. 实现更高效的内存管理策略
4. 优化环形队列设计，减少乒乓效应
5. 提供更完善的测试用例和文档