動態鏈接庫(DLL)總結

　　以前的學習筆記，記錄庫的一點學習心得。主要是Windows下的靜態庫和動態鏈接庫，動態鏈接庫只寫了關於非MFC的DLL，比較初級，適合和我一樣的新手看看。有不對的地方請指出，有疏漏的地方請補充，如果您比較閑的話，呵呵，感激不盡。

一：靜態鏈接庫

　　靜態庫(static library)將函數和數據編譯進一個二進制文件，通常可以命名為*.lib，編譯器在鏈接過程中，將這些二進制數據復制出來，並與調用庫的其他模塊數據組合在一起，形成最終的可執行文件，等以后使用這個可執行文件時，就不需要這個靜態庫的支持了。

1 在Windows下靜態庫的創建和使用

在vs2010新建一個win32靜態庫工程，添加兩個文件。

extern int gVar;
extern int add(int lhs, int rhs);//extern可以省略，因為函數默認作用域是extern
class T
{
public:
    T();
    T(int x, int y);
    int add();
private:
    int a;
    int b;
};

 

#include "../dllTest/staticLib.h"
int gVar = 10;
int add(int lhs, int rhs)
{
    return lhs + rhs;
}

T::T():a(0),b(0) {}
T::T(int x, int y):a(x),b(y) {}
int T::add()
{
    return a+b;
}

我們在庫中聲明了一個變量，一個函數，和一個類。然后build會生成一個staticlib.lib文件。為了測試這個庫文件，我們新建一個win32控制台測試工程Test，在main函數中調用庫，有兩種方式：第一，你可以使用指令#pragma comment(lib,”staticlib.lib”)，第二，可以在工程屬性里面添加庫及其路徑，這里我們可以把前面靜態庫工程中的staticLib.h和staticlib.lib拷貝到Test工程目錄下，然后選擇：Property/Linker/General/Additional Library Directories，把staticlib.lib所在目錄添加進來；再選擇Linker/Input/Additional Dependencies，把庫staticlib.lib加進去就可以了。這里我們用第一種方式加入庫，代碼如下：

#include <iostream>
#include "staticLib.h"
#pragma comment(lib,"Debug/staticlib.lib")

int main(int argc, char *argv[])
{
    T t(1,2);
    std::cout<<gVar<<std::endl;
    std::cout<<add(1,2)<<std::endl;
    std::cout<<t.add()<<std::endl;
}

輸出結果：
10
3
3

二：動態鏈接庫

　　故名思義，動態鏈接庫只有在需要的時候才會調用，所以相比靜態鏈接庫來說，有效減少程序運行時占用的內存空間。我們先創建一個dll，工程名為：dlllib。新建兩個文件：dllLibDeclare.h和dllLibImp.cpp。代碼如下：

#ifndef _dlllibdeclare_h_
#define _dlllibdeclare_h_

#ifdef DLL_API
#define DLL_API __declspec(dllexport)
#else
#define DLL_API __declspec(dllimport)
#endif

DLL_API int gVar;
DLL_API int add(int lhs, int rhs);
class DLL_API T
{
public:
    T();
    T(int x, int y);
    int add();
private:
    int a;
    int b;
};
#endif

 實現文件：

#include "dlllibdeclare.h"
#define DLL_API
int gVar = 10;

int add(int lhs, int rhs)
{
    return lhs + rhs;
}

T::T():a(0),b(0) {}
T::T(int x, int y):a(x),b(y) {}
int T::add()
{
    return a+b;
}

編譯之后，會生成一個dlllib.lib文件和一個dlllib.dll文件(此文件雖然也是以.lib結尾，但與上面提到的靜態鏈接庫還是有很大差別的，套用一句廣告詞，不是所有的lib都叫靜態庫)。這個文件只是包含了相應的dll的接口說明，並不包含實際的代碼，從文件大小就可以看出。頭文件里面定義了DLL_API這個宏，是為了方便以后調用這個dll的時候，直接利用此頭文件，而不用再次聲明我們導出的這些數據單元（因為沒有預定義DLL_API這個宏的時候是導入）。說白了，就是方便多個工程重復利用。我們用vs2010自帶的工具dumpbin查看dll里面導出的內容是什么？選擇tool/visual studio command prompt，在命令行窗口輸入如下命令：

 　　我們可以看到，導出了5個單元，對應這類T的構造函數，拷貝構造函數，類的add成員函數，還有add函數和gVar整型變量。其中由於有2個同名的add函數，不太好辨認到底哪個是類的成員，哪一個是獨立的類外的函數？不要緊，我們只要導出函數聲明和最終的dll輸出名之間的映射關系文件就ok了。在工程dlllib的properties/Linker/Debugging里面設置輸出map信息就可以查看了：

 　　在Debug模式下重新編譯dlllib，會生成map.txt文件，打開這個文件，在文件最后可以看到如下內容：

 

這里清楚的指明了函數的對應關系。好了，下面我們調用這個dll做一下測試，新建一個工程：dllTest。代碼如下：

#pragma comment(lib,"Debug/dlllib.lib")
__declspec(dllimport) int __stdcall add(int lhs, int rhs);
int __declspec(dllimport) gVar;
class __declspec(dllimport) T
{
public:
    T();
    T(int x, int y);
    int add();
private:
    int a;
    int b;
};
int main(int argc, char *argv[]) 
{
    T t(1,2);
    std::cout<<gVar<<std::endl;
    std::cout<<add(1,2)<<std::endl;
    std::cout<<t.add()<<std::endl;
}

 　　這里我沒有用#include “dllLibDeclare.h”，而是自己聲明了dll中的函數和數據，主要是為了說明__stdcall的問題，這個小地方折磨了我很久，所以拿出來強調一下。注意沒有，我在聲明外部add函數的時候，指明了函數的調用方式是__stdcall，如果沒有這個，編譯會報鏈接錯誤的。因為，在win32中，dll的調用方式默認是WINAPI(也就是__stdcall)的，而對於一般的c/c++工程，函數調用方式是__cdecl的，這兩者的差別在於：__stdcall方式與__cdecl對函數名最終生成符號的方式不同，若采用C編譯方式(在c++中需將函數聲明為extern “C”)，__stdcall調用約定在輸出函數名前面加下划線，后面加”@”符號和參數的字節數，形如_functionname@number；而__cdecl調用約定僅在輸出函數名前面加下划線，行如_functionname。而對於C++編譯方式，這兩者的差別與C的又會有區別，詳見：http://baike.baidu.com/view/1276580.htm

　　所以，我們把握一個原則，前后對應。為了防止自己聲明時的調用類型與dll原型不一致，我們調用時，最好以包含同一個頭文件的方式進行聲明，而且為了便於被其它語言程序調用，約定調用方式為__stdcall。新的”dllLibDeclare.h”中，我們這樣寫：

DLL_API int __stdcall add(int lhs, int rhs);

而調用dll時，包含這個頭文件即可：

#include "dlllib/dlllibdeclare.h"
#pragma comment(lib,"Debug/dlllib.lib")

 　　模塊定義文件：上面的dll中我們利用__declspec(dllimport)指明導出的數據單元，其實也可以利用模塊里定義導出數據。我們新建一個文件”set.def”，可以在工程中新建，也可以手動在別處新建。手動新建的可以通過在properties/Linker/Input中設定，如下圖：

 采用模塊定義這種方式時，Def文件應該是不支持類的導出(有待考證)，我們只導出一個變量和函數：

 int gVar = 10; int __stdcall add(int lhs, int rhs) { return lhs + rhs; }

Def的內容為：

 

;set dll
LIBRARY dlllib
EXPORTS
add @1
gVar DATA

 

 

　　其中以分號開頭的行代表注釋，且不能與其它內容同行。LIBRARY指明要輸出的庫的名稱，EXPROTS下面是具體要輸出的數據單元，add @1表示輸出的add函數的序號是1，這個序號在顯示調用dll的時候用的上，gVar DATA表示輸出一個全局變量。下面我們就給出隱式調用這個dll的測試代碼：

#include <iostream>
#pragma comment(lib,"Debug/dlllib.lib")
extern _declspec(dllimport) int gVar;
extern _declspec(dllimport) int __stdcall add(int lhs, int rhs);
int main(int argc, char *argv[]) 
{
    std::cout<<gVar<<std::endl;
    std::cout<<add(1,2)<<std::endl;
    gVar = 2;
    std::cout<<gVar<<std::endl;
}

 也可以顯示調用：

#include <iostream>
#include <windows.h>
Int main(int argc, char *argv[])
{
    HMODULE hin;
    char gvar[] = "gVar";
    char add[] = "add";
    typedef int (__stdcall *padd)(int, int);//don't forget to set __stdcall
    hin = LoadLibrary(L"Debug/dlllib.dll");
    if(NULL == hin) {
        std::cout<<"can't load the dll file!"<<std::endl;
        return 0;
    }
    padd addfunc = (padd)GetProcAddress(hin,MAKEINTRESOURCEA(1) /*add*/ /*"add"*/);//three different way to find the function
    int *pvar = (int*)GetProcAddress(hin,gvar);
    std::cout<<addfunc(1,2)<<std::endl;
    std::cout<<*pvar<<std::endl;
    FreeLibrary(hin);
}

Ok,Windows下面的非mfc dll就是這樣的。這樣的dll也可以被其他語言調用，這里給一個在perl里面調用的例子：

 perl調用dll的例子：

use strict;
use Win32::API;
my $dllPath = "./dlllib.dll";
my $func = new Win32::API($dllPath,"int __stdcall add(int lhs, int rhs)");
if(not defined $func)
{
    die"can't import api\n";
}
my $sum = 0;
$sum = $func->Call(3,5);
print "$sum\n";

 好吧，先寫到這里，以后寫篇Linux下的庫學習心得。