DLL(Dynamic Link Library)的概念,你可以簡單的把DLL看成一種倉庫,它提供給你一些可以直接拿來用的變量、函數或類。在倉庫的發展史上經歷了“無庫-靜態鏈接庫-動態鏈接庫”的時代。
靜態鏈接庫與動態鏈接庫都是共享代碼的方式,如果採用靜態鏈接庫,則無論你願不願意,lib中的指令都被直接包含在最終生成的EXE文件中了。但是若使用DLL,該DLL不必被包含在最終EXE文件中,EXE文件執行時可以“動態”地引用和卸載這個與EXE獨立的DLL文件。靜態鏈接庫和動態鏈接庫的另外一個區別在於靜態鏈接庫中不能再包含其他的動態鏈接庫或者靜態庫,而在動態鏈接庫中還可以再包含其他的動態或靜態鏈接庫。
DLL:
(1)DLL 的編制與具體的編程語言及編譯器無關
只要遵循約定的DLL接口規範和調用方式,用各種語言編寫的DLL都可以相互調用。譬如Windows提供的系統 DLL(其中包括了Windows的API),在任何開發環境中都能被調用,不在乎其是Visual Basic、Visual C++還是Delphi。
(2)動態鏈接庫隨處可見
我們在Windows目錄下的system32文件夾中會看到kernel32.dll、user32.dll和gdi32.dll,windows的大多數API都包含在這些DLL中。kernel32.dll中的函數主要處理內存管理和進程調度;user32.dll中的函數主要控制用戶界面;gdi32.dll中的函數則負責圖形方面的操作。
一般的程序員都用過類似MessageBox的函數,其實它就包含在user32.dll這個動態鏈接庫中。由此可見DLL對我們來說其實並不陌生。
(3)VC動態鏈接庫的分類
Visual C++支持三種DLL,它們分別是Non-MFC DLL(非MFC動態庫)、MFC Regular DLL(MFC規則DLL)、MFC Extension DLL(MFC擴展DLL)。
非MFC動態庫:不採用MFC類庫結構,其導出函數爲標準的C接口,能被非MFC或MFC編寫的應用程序所調用;
MFC規則DLL :包含一個繼承自CWinApp的類,但其無消息循環
MFC擴展DLL:採用MFC的動態鏈接版本創建,它只能被用MFC類庫所編寫的應用程序所調用。
LIB:
在VC++6.0中新建一個名稱爲libTest的static library工程,並新建lib.h和lib.cpp兩個文件,lib.h和lib.cpp的源代碼如下:
//文件:lib.h
#ifndef LIB_H
#define LIB_H
extern "C" int add(int x,int y); //聲明爲C連接方式的外部函數
#endif
//文件:lib.cpp
#include "lib.h"
int add(int x,int y)
{
return x + y;
}
編譯這個工程就得到了一個.lib文件,這個文件就是一個函數庫,它提供了add的功能。將頭文件和.lib文件提交給用戶後,用戶就可以直接使用其中的add函數。
怎麼使用這個庫,新建一個libCall工程。libCall工程僅包含一個main.cpp文件,
#include
#include "路徑\lib.h"
#pragma comment( lib, "路徑\\libTest.lib" ) //指定與靜態庫一起連接
int main(int argc, char* argv[])
{
printf( "2 + 3 = %d", add( 2, 3 ) );
}
#pragma comment( lib, "路徑\\libTest.lib" ) 的意思是指本文件生成的.obj文件應與libTest.lib一起連接。
如果不用#pragma comment指定,則可以直接在VC++中設置,依次選擇tools、options、directories、library files菜單或選項,填入庫文件路徑。
非MFC DLL:
上面給出了以靜態鏈接庫方式提供add函數接口的方法,接下來看看怎樣用動態鏈接庫實現一個同樣功能的add函數。在VC++中新建一個Win32 Dynamic-Link Library工程dllTest。注意不要選擇MFC AppWizard(dll)。
在建立的工程中添加MyDll.h及MyDll.cpp文件,源代碼如下:
/* 文件名:MyDll.h */
#ifndef MYDLL_H
#define MYDLL_H
extern "C" int __declspec(dllexport)add(int x, int y); //聲明函數add爲DLL的導出函數
#endif
/* 文件名:MyDll.cpp */
#include "MyDll.h"
int add(int x, int y)
{
return x + y;
}
調用方式:
建立應用工程dllCall,它調用DLL中的函數add,其源代碼如下:
#include <stdio.h>
#include <windows.h>
typedef int(*lpAddFun)(int, int); //宏定義函數指針類型
int main(int argc, char *argv[])
{
HINSTANCE hDll; //DLL句柄
lpAddFun addFun; //函數指針
hDll = LoadLibrary("路徑\\dllTest.dll");
if (hDll != NULL)
{
addFun = (lpAddFun)GetProcAddress(hDll, "add");
if (addFun != NULL)
{
int result = addFun(2, 3);
printf("%d", result);
}
FreeLibrary(hDll);
}
return 0;
}
DLL內的函數分爲兩種:
(1)DLL導出函數,可外部應用程序調用;
(2)DLL內部函數,只能在DLL中自己使用。
DLL中導出函數的聲明有兩種方式:
一種在函數聲明中加上__declspec(dllexport;
另外一種方式是採用模塊定義(.def) 文件聲明,.def文件爲鏈接器提供了有關被鏈接程序的導出、屬性及其他方面的信息。下面的代碼演示了怎樣用.def文件將函數add聲明爲DLL導出函數
; lib.def : 導出DLL函數
LIBRARY dllTest
EXPORTS
add @ 1
def文件的規則爲:
(1)LIBRARY語句說明.def文件相應的DLL;
(2)EXPORTS語句後列出要導出函數的名稱。可以在.def文件中的導出函數名後加@n,表示要導出函數的序號
爲n(在進行函數調用時,這個序號將發揮其作用);
(3).def 文件中的註釋由每個註釋行開始處的分號 (;) 指定,且註釋不能與語句共享一行。
由此可以看出,例子中lib.def文件的含義爲生成名爲“dllTest”的動態鏈接庫,導出其中的add函數,並指定add函數的序號爲1。
DLL的調用方式:
動態調用:由“LoadLibrary-GetProcAddress-FreeLibrary”系統Api提供DLL加載-DLL函數地址獲取-DLL釋放方式。正如上面那個例子。
靜態調用:這個方式要與靜態庫的調用方式區別開,是由編譯系統完成對DLL的加載和應用程序結束時DLL 的卸載。當調用某DLL的應用程序結束時,若系統中還有其它程序使用該DLL,則Windows對DLL的應用記錄減1,直到所有使用該DLL的程序都結束時才釋放它。靜態調用方式簡單實用,但不如動態調用方式靈活。
靜態調用例子:靜態調用方式需要完成兩個動作:
(1)告訴編譯器與DLL相對應的.lib文件所在的路徑及文件名,#pragma comment(lib,"dllTest.lib")就是起這個作用。程序員在建立一個DLL文件時,連接器會自動爲其生成一個對應的.lib文件,該文件包含了DLL 導出函數的符號名及序號(並不含有實際的代碼)。在應用程序裏,.lib文件將作爲DLL的替代文件參與編譯。
(2)聲明導入函數,extern "C" __declspec(dllimport) add(int x,int y)語句中的__declspec(dllimport)發揮這個作用。
靜態調用方式不需要使用系統API來加載、卸載DLL以及獲取DLL中導出函數的地址。這是因爲,當程序員通過靜態鏈接方式編譯生成應用程序時,應用程序中調用的與.lib文件中導出符號相匹配的函數符號將進入到生成的EXE 文件中,.lib文件中所包含的與之對應的DLL文件的文件名也被編譯器存儲在 EXE文件內部。當應用程序運行過程中需要加載DLL文件時,Windows將根據這些信息發現並加載DLL,然後通過符號名實現對DLL 函數的動態鏈接。這樣,EXE將能直接通過函數名調用DLL的輸出函數,就象調用程序內部的其他函數一樣。看個例子:
將編譯dll工程所生成的.lib和.dll文件拷入dllCall工程所在的路徑,dllCall執行下列代碼:
#pragma comment(lib,"dllTest.lib") //.lib文件中僅僅是關於其對應DLL文件中函數的重定位信息
extern "C" __declspec(dllimport) add(int x,int y);
int main(int argc, char* argv[])
{
int result = add(2,3);
printf("%d",result);
return 0;
}
DllMain函數
Windows在加載DLL的時候,需要一個入口函數,就如同控制檯或DOS程序需要main函數、WIN32程序需要WinMain函數一樣。在前面的例子中,DLL並沒有提供DllMain函數,應用工程也能成功引用DLL,這是因爲Windows在找不到DllMain的時候,系統會從其它運行庫中引入一個不做任何操作的缺省DllMain函數版本,並不意味着DLL可以放棄DllMain函數。根據編寫規範,Windows必須查找並執行DLL裏的DllMain函數作爲加載DLL的依據,它使得DLL得以保留在內存裏。這個函數並不屬於導出函數,而是DLL的內部函數。這意味着不能直接在應用工程中引用DllMain函數,DllMain是自動被調用的。
看一個DllMain函數的例子:
BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule,
DWORD ul_reason_for_call,
LPVOID lpReserved
)
{
switch (ul_reason_for_call)
{
case DLL_PROCESS_ATTACH:
printf("\nprocess attach of dll");
break;
case DLL_THREAD_ATTACH:
printf("\nthread attach of dll");
break;
case DLL_THREAD_DETACH:
printf("\nthread detach of dll");
break;
case DLL_PROCESS_DETACH:
printf("\nprocess detach of dll");
break;
}
return TRUE;
}
DllMain函數在DLL被加載和卸載時被調用,在單線程啓動和終止時,DLLMain函數也被調用,ul_reason_for_call指明瞭被調用的原因。原因共有4種,即PROCESS_ATTACH、PROCESS_DETACH、THREAD_ATTACH和THREAD_DETACH,以switch語句列出。
來仔細解讀一下DllMain的函數頭BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule, WORD ul_reason_for_call, LPVOID lpReserved )。
APIENTRY被定義爲__stdcall,它意味着這個函數以標準Pascal的方式進行調用,也就是WINAPI方式;
進程中的每個DLL模塊被全局唯一的32字節的HINSTANCE句柄標識,只有在特定的進程內部有效,句柄代表了DLL模塊在進程虛擬空間中的起始地址。在Win32中,HINSTANCE和HMODULE的值是相同的,這兩種類型可以替換使用,這就是函數參數hModule的來歷。
執行下列代碼:
hDll = LoadLibrary("..路徑\\dllTest.dll");
if (hDll != NULL)
{
addFun = (lpAddFun)GetProcAddress(hDll, MAKEINTRESOURCE(1));
//MAKEINTRESOURCE直接使用導出文件中的序號
if (addFun != NULL)
{
int result = addFun(2, 3);
printf("\ncall add in dll:%d", result);
}
FreeLibrary(hDll);
}
代碼中的GetProcAddress ( hDll, MAKEINTRESOURCE ( 1 ) ),它直接通過def文件中爲add函數指定的順序號訪問add函數,MAKEINTRESOURCE是一個通過序號獲取函數名的宏,定義爲(節選自winuser.h):
#define MAKEINTRESOURCEA(i) (LPSTR)((DWORD)((WORD)(i)))
#define MAKEINTRESOURCEW(i) (LPWSTR)((DWORD)((WORD)(i)))
#ifdef UNICODE
#define MAKEINTRESOURCE MAKEINTRESOURCEW
#else
#define MAKEINTRESOURCE MAKEINTRESOURCEA
出順序爲:輸出順序驗證了DllMain被調用的時機
process attach of dll
call add in dll:5
process detach of dll
DLL導出變量:
DLL定義的全局變量可以被調用進程訪問;DLL也可以訪問調用進程的全局數據,來看看在應用工程中引用DLL中變量的例子
/* 文件名:MyDll.h */
#ifndef MYDLL_H
#define MYDLL_H
extern int dllGlobalVar;
#endif
/* 文件名:MyDll.cpp */
#include "MyDll.h"
#include <windows.h>
int dllGlobalVar;
BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule, DWORD ul_reason_for_call, LPVOID lpReserved)
{
switch (ul_reason_for_call)
{
case DLL_PROCESS_ATTACH:
dllGlobalVar = 100; //在dll被加載時,賦全局變量爲100
break;
case DLL_THREAD_ATTACH:
case DLL_THREAD_DETACH:
case DLL_PROCESS_DETACH:
break;
}
return TRUE;
}
;文件名:MyDll.def
;在DLL中導出變量
LIBRARY "dllTest"
EXPORTS
dllGlobalVar CONSTANT
;或dllGlobalVar DATA
GetGlobalVar
從MyDll.h和MyDll.cpp中可以看出,全局變量在DLL中的定義和使用方法與一般的程序設計是一樣的。若要導出某全局變量,我們需要在.def文件的EXPORTS後添加:
變量名 CONSTANT //過時的方法
變量名 DATA //VC++提示的新方法
在主函數中引用DLL中定義的全局變量:
#include <stdio.h>
#pragma comment(lib,"dllTest.lib")
extern int dllGlobalVar;
int main(int argc, char *argv[])
{
printf("%d ", *(int*)dllGlobalVar);
*(int*)dllGlobalVar = 1;
printf("%d ", *(int*)dllGlobalVar);
return 0;
}
特別要注意的是用extern int dllGlobalVar聲明所導入的並不是DLL中全局變量本身,而是其地址,應用程序必須通過強制指針轉換來使用DLL中的全局變量。這一點,從*(int*)dllGlobalVar可以看出。因此在採用這種方式引用DLL全局變量時,千萬不要進行這樣的賦值操作:
dllGlobalVar = 1;其結果是dllGlobalVar指針的內容發生變化,程序中以後再也引用不到DLL中的全局變量了。在應用工程中引用DLL中全局變量的一個更好方法是:
#include <stdio.h>
#pragma comment(lib,"dllTest.lib")
extern int _declspec(dllimport) dllGlobalVar; //用_declspec(dllimport)導入
int main(int argc, char *argv[])
{
printf("%d ", dllGlobalVar);
dllGlobalVar = 1; //這裏就可以直接使用, 無須進行強制指針轉換
printf("%d ", dllGlobalVar);
return 0;
}
通過_declspec(dllimport)方式導入的就是DLL中全局變量本身而不再是其地址了,建議在一切可能的情況下都使用這種方式。
DLL導出類:
DLL中定義的類可以在應用工程中使用。
下面的例子裏,在DLL中定義了point和circle兩個類,並在應用工程中引用了它們//文件名:point.h,point類的聲明
#ifndef POINT_H
#define POINT_H
#ifdef DLL_FILE
class _declspec(dllexport) point //導出類point
#else
class _declspec(dllimport) point //導入類point
#endif
{
public:
float y;
float x;
point();
point(float x_coordinate, float y_coordinate);
};
#endif
//文件名:point.cpp,point類的實現
#ifndef DLL_FILE
#define DLL_FILE
#endif
#include "point.h"
//類point的缺省構造函數
point::point()
{
x = 0.0;
y = 0.0;
}
//類point的構造函數
point::point(float x_coordinate, float y_coordinate)
{
x = x_coordinate;
y = y_coordinate;
}
//文件名:circle.h,circle類的聲明
#ifndef CIRCLE_H
#define CIRCLE_H
#include "point.h"
#ifdef DLL_FILE
class _declspec(dllexport)circle //導出類circle
#else
class _declspec(dllimport)circle //導入類circle
#endif
{
public:
void SetCentre(const point ¢rePoint);
void SetRadius(float r);
float GetGirth();
float GetArea();
circle();
private:
float radius;
point centre;
};
#endif
//文件名:circle.cpp,circle類的實現
#ifndef DLL_FILE
#define DLL_FILE
#endif
#include "circle.h"
#define PI 3.1415926
//circle類的構造函數
circle::circle()
{
centre = point(0, 0);
radius = 0;
}
//得到圓的面積
float circle::GetArea()
{
return PI *radius * radius;
}
//得到圓的周長
float circle::GetGirth()
{
return 2 *PI * radius;
}
//設置圓心座標
void circle::SetCentre(const point ¢rePoint)
{
centre = centrePoint;
}
//設置圓的半徑
void circle::SetRadius(float r)
{
radius = r;
}
類的引用:
#include "..\circle.h" //包含類聲明頭文件
#pragma comment(lib,"dllTest.lib");
int main(int argc, char *argv[])
{
circle c;
point p(2.0, 2.0);
c.SetCentre(p);
c.SetRadius(1.0);
printf("area:%f girth:%f", c.GetArea(), c.GetGirth());
return 0;
}
從上述源代碼可以看出,由於在DLL的類實現代碼中定義了宏DLL_FILE,故在DLL的實現中所包含的類聲明實際上爲:
class _declspec(dllexport) point //導出類point
{
…
}
和
class _declspec(dllexport) circle //導出類circle
{
…
}
而在應用工程中沒有定義DLL_FILE,故其包含point.h和circle.h後引入的類聲明爲:
class _declspec(dllimport) point //導入類point
{
…
}
和
class _declspec(dllimport) circle //導入類circle
{
…
}
不錯,正是通過DLL中的
class _declspec(dllexport) class_name //導出類circle
{
…
}
與應用程序中的
class _declspec(dllimport) class_name //導入類
{
…
}
匹對來完成類的導出和導入的!我們往往通過在類的聲明頭文件中用一個宏來決定使其編譯爲class _declspec(dllexport) class_name還是class _declspec(dllimport) class_name版本,這樣就不再需要兩個頭文件。本程序中使用的是:
#ifdef DLL_FILE
class _declspec(dllexport) class_name //導出類
#else
class _declspec(dllimport) class_name //導入類
#endif
實際上,在MFC DLL的講解中,您將看到比這更簡便的方法,而此處僅僅是爲了說明_declspec(dllexport)與_declspec(dllimport)匹對的問題。由此可見,應用工程中幾乎可以看到DLL中的一切,包括函數、變量以及類,這就是DLL所要提供的強大能力。只要DLL釋放這些接口,應用程序使用它就將如同使用本工程中的程序一樣!