Native AOT中如何将string作为UnmanagedCallersOnly方法的返回类型？

我是Native AOT新手，近期跟随教程实操，教程代码如下：

using System.Runtime.InteropServices;

namespace ClassLibrary1
{
    public class Class1
    {
        [UnmanagedCallersOnly(EntryPoint = "Add")]
        public static int Add(int a, int b) => a + b;
    }
}

该代码运行正常。现在我希望让带有[UnmanagedCallersOnly]特性的方法返回string，编写了如下代码：

[UnmanagedCallersOnly(EntryPoint = "Test")]
public static string Test()
{
    return "Test";
}

但VS报错：

Cannot use 'string' as a return type on a method attributed with
'UnmanagedCallersOnly'.

请问问题出在哪里？如何在Native AOT中实现返回string？

问题原因 #

[UnmanagedCallersOnly]修饰的方法是供非托管代码调用的，要求返回类型必须是能直接映射到非托管环境的类型。C#的string是托管类型，依赖CLR的内存管理机制，非托管代码无法直接识别和处理这种内存结构，因此编译器禁止直接返回string。

解决方法 #

要实现向非托管代码返回字符串，需要采用非托管友好的内存交互方式，以下是两种常用方案：

方案1：返回UTF-8编码的非托管指针 #

使用Marshal.StringToCoTaskMemUTF8将托管字符串转换为非托管内存中的UTF-8字节数组，返回其指针。注意非托管调用方需要调用CoTaskMemFree释放这块内存，避免内存泄漏。

using System.Runtime.InteropServices;

[UnmanagedCallersOnly(EntryPoint = "Test")]
public static IntPtr Test()
{
    string managedStr = "Test";
    return Marshal.StringToCoTaskMemUTF8(managedStr);
}

方案2：让调用方提供缓冲区 #

由非托管代码提前分配好缓冲区，将缓冲区指针和大小传入方法，方法把字符串写入缓冲区。这种方式不需要返回内存，避免了内存泄漏风险，适合需要重复使用缓冲区的场景。

using System.Runtime.InteropServices;
using System.Text;

[UnmanagedCallersOnly(EntryPoint = "Test")]
public static int Test(IntPtr buffer, int bufferSize)
{
    string managedStr = "Test";
    byte[] strBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(managedStr);
    // 缓冲区不足时，返回需要的字节数（包含终止符）
    if (bufferSize < strBytes.Length + 1)
    {
        return strBytes.Length + 1;
    }
    // 将字符串写入缓冲区并添加终止符
    Marshal.Copy(strBytes, 0, buffer, strBytes.Length);
    Marshal.WriteByte(buffer, strBytes.Length, 0);
    return 0; // 写入成功返回0
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Melon NG