动态链接库(DLL)总结

roger

　　以前的学习笔记，记录库的一点学习心得。主要是Windows下的静态库和动态链接库，动态链接库只写了关于非MFC的DLL，比较初级，适合和我一样的新手看看。有不对的地方请指出，有疏漏的地方请补充，如果您比较闲的话，呵呵，感激不尽。
　　一：静态链接库

　　静态库(static library)将函数和数据编译进一个二进制文件，通常可以命名为*.lib，编译器在链接过程中，将这些二进制数据复制出来，并与调用库的其他模块数据组合在一起，形成最终的可执行文件，等以后使用这个可执行文件时，就不需要这个静态库的支持了。

1 在Windows下静态库的创建和使用

在vs2010新建一个win32静态库工程，添加两个文件。

extern int gVar;
extern int add(int lhs, int rhs);//extern可以省略，因为函数默认作用域是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;
}

我们在库中声明了一个变量，一个函数，和一个类。然后build会生成一个staticlib.lib文件。为了测试这个库文件，我们新建一个win32控制台测试工程Test，在main函数中调用库，有两种方式：第一，你可以使用指令#pragma comment(lib,”staticlib.lib”)，第二，可以在工程属性里面添加库及其路径，这里我们可以把前面静态库工程中的staticLib.h和staticlib.lib拷贝到Test工程目录下，然后选择：Property/Linker/General/Additional Library Directories，把staticlib.lib所在目录添加进来；再选择Linker/Input/Additional Dependencies，把库staticlib.lib加进去就可以了。这里我们用第一种方式加入库，代码如下：

#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;
}

输出结果：
10
3
3

二：动态链接库

　　故名思义，动态链接库只有在需要的时候才会调用，所以相比静态链接库来说，有效减少程序运行时占用的内存空间。我们先创建一个dll，工程名为：dlllib。新建两个文件：dllLibDeclare.h和dllLibImp.cpp。代码如下：

#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

实现文件：

#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;
}

编译之后，会生成一个dlllib.lib文件和一个dlllib.dll文件(此文件虽然也是以.lib结尾，但与上面提到的静态链接库还是有很大差别的，套用一句广告词，不是所有的lib都叫静态库)。这个文件只是包含了相应的dll的接口说明，并不包含实际的代码，从文件大小就可以看出。头文件里面定义了DLL_API这个宏，是为了方便以后调用这个dll的时候，直接利用此头文件，而不用再次声明我们导出的这些数据单元（因为没有预定义DLL_API这个宏的时候是导入）。说白了，就是方便多个工程重复利用。我们用vs2010自带的工具dumpbin查看dll里面导出的内容是什么？选择tool/visual studio command prompt，在命令行窗口输入如下命令：

　　我们可以看到，导出了5个单元，对应这类T的构造函数，拷贝构造函数，类的add成员函数，还有add函数和gVar整型变量。其中由于有2个同名的add函数，不太好辨认到底哪个是类的成员，哪一个是独立的类外的函数？不要紧，我们只要导出函数声明和最终的dll输出名之间的映射关系文件就ok了。在工程dlllib的properties/Linker/Debugging里面设置输出map信息就可以查看了：

　　在Debug模式下重新编译dlllib，会生成map.txt文件，打开这个文件，在文件最后可以看到如下内容：

这里清楚的指明了函数的对应关系。好了，下面我们调用这个dll做一下测试，新建一个工程：dllTest。代码如下：

#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;
}

　　这里我没有用#include “dllLibDeclare.h”，而是自己声明了dll中的函数和数据，主要是为了说明__stdcall的问题，这个小地方折磨了我很久，所以拿出来强调一下。注意没有，我在声明外部add函数的时候，指明了函数的调用方式是__stdcall，如果没有这个，编译会报链接错误的。因为，在win32中，dll的调用方式默认是WINAPI(也就是__stdcall)的，而对于一般的c/c++工程，函数调用方式是__cdecl的，这两者的差别在于：__stdcall方式与__cdecl对函数名最终生成符号的方式不同，若采用C编译方式(在c++中需将函数声明为extern “C”)，__stdcall调用约定在输出函数名前面加下划线，后面加”@”符号和参数的字节数，形如_functionname@number；而__cdecl调用约定仅在输出函数名前面加下划线，行如_functionname。而对于C++编译方式，这两者的差别与C的又会有区别，详见：http://baike.baidu.com/view/1276580.htm

　　所以，我们把握一个原则，前后对应。为了防止自己声明时的调用类型与dll原型不一致，我们调用时，最好以包含同一个头文件的方式进行声明，而且为了便于被其它语言程序调用，约定调用方式为__stdcall。新的”dllLibDeclare.h”中，我们这样写：

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

而调用dll时，包含这个头文件即可：

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

　　模块定义文件：上面的dll中我们利用__declspec(dllimport)指明导出的数据单元，其实也可以利用模块里定义导出数据。我们新建一个文件”set.def”，可以在工程中新建，也可以手动在别处新建。手动新建的可以通过在properties/Linker/Input中设定，如下图：

采用模块定义这种方式时，Def文件应该是不支持类的导出(有待考证)，我们只导出一个变量和函数：

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

Def的内容为：

;set dll
LIBRARY dlllib
EXPORTS
add @1
gVar DATA

　　其中以分号开头的行代表注释，且不能与其它内容同行。LIBRARY指明要输出的库的名称，EXPROTS下面是具体要输出的数据单元，add @1表示输出的add函数的序号是1，这个序号在显示调用dll的时候用的上，gVar DATA表示输出一个全局变量。下面我们就给出隐式调用这个dll的测试代码：

#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;
}

也可以显示调用：

#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就是这样的。这样的dll也可以被其他语言调用，这里给一个在perl里面调用的例子：

perl调用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，先写到这里，以后写篇Linux下的库学习心得。

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