【专业技术第五讲】动态链接库及其用法

存在的疑惑:

动态链接库到底如何来使用?特别是windows上面

解决方案:

本篇我们讲Windows上的动态链接库(Dynamic Link Library 或者 Dynamic-link Library,缩写为 DLL),它是微软公司在微软Windows操作系统中,实现共享函数库概念的一种方式。这些库函数的扩展名是 ”.dll"、".ocx"(包含ActiveX控制的库)或者 ".drv"(旧式的系统驱动程序)。

动态链接提供了一种方法,使进程可以调用不属于其可执行代码的函数。函数的可执行代码位于一个 DLL 文件中,该 DLL 包含一个或多个已被编译、链接并与使用它们的进程分开存储的函数。DLL 还有助于共享数据和资源。多个应用程序可同时访问内存中单个 DLL 副本的内容。

使用动态链接库可以更为容易地将更新应用于各个模块,而不会影响该程序的其他部分。例如,您有一个大型网络游戏,如果把整个数百MB甚至数GB的游戏的代码都放在一个应用程序里,日后的修改工作将会十分费时,而如果把不同功能的代码分别放在数个动态链接库中,您无需重新生成或安装整个程序就可以应用更新。

概述

动态链接库文件,是一种

动态链接库

不可执行的二进制程序文件,它允许程序共享执行特殊任务所必需的代码和其他资源。Windows 提供的DLL文件中包含了允许基于 Windows 的程序在 Windows 环境下操作的许多函数和资源。一般被存放在 "C:\Windows\System32" 目录下。

Windows 中,DLL 多数情况下是带有 ".dll" 扩展名的文件,但也可能是 ".ocx"或其他扩展名;Debian系统中常常是 ".so" 的文件。它们向运行于 Windows操作系统下的程序提供代码、数据或函数。程序可根据 DLL 文件中的指令打开、启用、查询、禁用和关闭驱动程序。

优点

  1. 扩展了应用程序的特性;
  2. 可以用许多种编程语言来编写;
  3. 简化了软件项目的管理;
  4. 有助于节省内存;
  5. 有助于资源共享;
  6. 有助于应用程序的本地化;
  7. 有助于解决平台差异;
  8. 可以用于一些特殊的目的。Windows 使得某些特性只能为 DLL 所用。

依赖项

当某个程序或 DLL 使用其他 DLL 中的 DLL 函数时,就会创建依赖项。因此,该程序就不再是独立的,并且如果该依赖项被损坏,该程序就可能遇到问题。例如,如果发生下列操作之一,则该程序可能无法运行:

  • 依赖 DLL 升级到新版本。
  • 修复了依赖 DLL。
  • 依赖 DLL 被其早期版本覆盖。
  • 从计算机中删除了依赖 DLL。

这些操作通常称为 DLL 冲突。如果没有强制实现向后兼容性,则该程序可能无法成功运行。

入口点

在创建 DLL 时,可以有选择地指定入口点函数。当进程或线程将它们自身附加到 DLL 或者将它们自身从 DLL 分离时,将调用入口点函数。您可以使用入口点函数根据 DLL 的需要来初始化数据结构或者销毁数据结构。此外,如果应用程序是多线程的,则可以在入口点函数中使用线程本地存储(TLS) 来分配各个线程专用的内存。下面的代码是一个 DLL 入口点函数的示例:

BOOL APIENTRY DllMain(

HANDLE hModule, // DLL模块的句柄

DWORD ul_reason_for_call, // 调用本函数的原因

LPVOID lpReserved // 保留

) {

switch (ul_reason_for_call)

{

case DLL_PROCESS_ATTACH:

//进程正在加载本DLL

break;

case DLL_THREAD_ATTACH:

//一个线程被创建

break;

case DLL_THREAD_DETACH:

//一个线程正常退出

break;

case DLL_PROCESS_DETACH:

//进程正在卸载本DLL

break;

}

return TRUE; //返回TRUE,表示成功执行本函数

}

当入口点函数返回 FALSE 值时,如果您使用的是加载时动态链接,则应用程序不启动。如果您使用的是运行时动态链接,则只有个别 DLL 不会加载。

入口点函数只应执行简单的初始化任务,不应调用任何其他 DLL 加载函数或终止函数。例如,在入口点函数中,不应直接或间接调用 LoadLibrary 函数或LoadLibraryEx 函数。此外,不应在进程终止时调用 FreeLibrary函数。

注意:在多线程应用程序中,请确保将对 DLL 全局数据的访问进行同步(线程安全),以避免可能的数据损坏。为此,请使用 TLS 为各个线程提供唯一的数据。

如何导出

要导出 DLL 函数,您可以向导出的 DLL 函数中添加函数关键字,也可以创建模块定义文件(.def) 以列出导出的 DLL 函数。

向导出的 DLL 函数中添加函数关键字

要使用函数关键字,您必须使用以下关键字来声明要导出的各个函数:

__declspec(dllexport)要在应用程序中使用导出的 DLL 函数,您必须使用以下关键字来声明要导入的各个函数:

__declspec(dllimport)

通常情况下,您最好使用一个包含 define 语句和 ifdef 语句的头文件,以便分隔导出语句和导入语句。

创建模块定义文件以列出导出的 DLL 函数

使用模块定义文件来声明导出的 DLL 函数。当您使用模块定义文件(.def)时,您不必向导出的 DLL 函数中添加函数关键字。在模块定义文件中,您可以声明 DLL 的 LIBRARY 语句和 EXPORTS 语句。

特别调用

关于特定情况下的调用,比如DLL函数中使用到了 Win32 API 或者将 C++ 生成的 DLL 供标准C语言使用,则需要注意以下一些情况:

如果使用到了 Win32 API,则应该使用关键字 __stdcall

在将 C++ 生成的 DLL 供标准C语言使用时,输出文件需要用 extern "C" 修饰,否则不能被标准C语言调用。如果使用 __stdcall 调用方式,可能产生C不识别的修饰名,所以设置导出函数时要采用 .def 文件形式,而不是__declspec(dllexport) 形式。后者会进行修饰名转换,C语言无法识别函数。

下面的代码是一个定义文件的示例。

// SampleDLL.def

//

LIBRARY "SampleDLL"

EXPORTS

HelloWorld 示例 DLL 和应用程序

在 MicrosoftVisual C++6.0 中,可以通过选择“Win32动态链接库”项目类型或“MFC应用程序向导(dll)”来创建 DLL。下面的代码是一个在 Visual C++ 中通过使用“Win32 动态链接库”项目类型创建的 DLL 的示例。

// SampleDLL.cpp

#include "stdafx.h"

#define EXPORTING_DLL

#include "SampleDLL.h"

BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule, DWORD ul_reason_for_call, LPVOID lpReserved) {

return TRUE;

}

void HelloWorld() {

MessageBox( NULL, TEXT("Hello World"), TEXT("In a DLL"), MB_OK);

}



// File: SampleDLL.h

#ifndef INDLL_H

#define INDLL_H

#ifdef EXPORTING_DLLextern __declspec(dllexport) void HelloWorld() ;

#elseextern __declspec(dllimport) void HelloWorld() ;

#endif

#endif

下面的代码是一个“Win32应用程序”项目的示例,该示例调用 SampleDLL DLL 中的导出 DLL 函数。

// SampleApp.cpp

#include "stdafx.h"

#include "SampleDLL.h"

int APIENTRY WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) {

HelloWorld();

return 0;

}

注意:在加载时动态链接中,您必须链接在生成 SampleDLL 项目时创建的 SampleDLL.lib导入库。

在运行时动态链接中,您应使用与以下代码类似的代码来调用 SampleDLL.dll导出 DLL 函数。

//...

typedef VOID (*DLLPROC) (LPTSTR);

//...

HINSTANCE hinstDLL;

DLLPROC HelloWorld;

BOOL fFreeDLL;

hinstDLL = LoadLibrary("sampleDLL.dll");

if (hinstDLL != NULL)

{

HelloWorld = (DLLPROC) GetProcAddress(hinstDLL, "HelloWorld");

if (HelloWorld != NULL)

(HelloWorld);

fFreeDLL = FreeLibrary(hinstDLL);

}

//...

原文发布于微信公众号 - 程序员互动联盟(coder_online)

原文发表时间:2015-11-04

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