孫鑫 Lesson19 動態鏈接庫 顯示與隱式

靜態鏈接庫在鏈接時，編譯器會將 .obj 文件和 .LIB 文件組織成一個 .exe 文件，程序運行時，將全部數據加載到內存。

如果程序體積較大，功能較爲複雜，那麼加載到內存中的時間就會比較長，最直接的一個例子就是雙擊打開一個軟件，要很久才能看到界面。這是靜態鏈接庫的一個弊端。

動態鏈接庫有兩種加載方式：隱式加載和顯示加載。

• 隱式加載又叫載入時加載，指在主程序載入內存時搜索DLL，並將DLL載入內存。隱式加載也會有靜態鏈接庫的問題，如果程序稍大，加載時間就會過長，用戶不能接受。
• 顯式加載又叫運行時加載，指主程序在運行過程中需要DLL中的函數時再加載。顯式加載是將較大的程序分開加載的，程序運行時只需要將主程序載入內存，軟件打開速度快，用戶體驗好。

隱式加載

首先創建一個工程，命名爲 cDemo，添加源文件 main.c，內容如下：

1. #include<stdio.h>
3. extern int add(int, int); // 也可以是 _declspec(dllimport) int add(int, int);
4. extern int sub(int, int); // 也可以是 _declspec(dllimport) int sub(int, int);
6. int main(){
7. int a=10, b=5;
8. printf("a+b=%d\n", add(a, b));
9. printf("a-b=%d\n", sub(a, b));
10. return 0;
11. }

找到上節創建的 dllDemo 工程，將 debug 目錄下的 dllDemo.lib 和 dllDemo.dll 複製到當前工程目錄下。

前面已經說過：.lib 文件包含DLL導出的函數和變量的符號名，只是用來爲鏈接程序提供必要的信息，以便在鏈接時找到函數或變量的入口地址；.dll 文件才包含實際的函數和數據。所以首先需要將 dllDemo.lib 引入到當前項目。

選擇”工程(Project) -> 設置(Settings)“菜單，打開工程設置對話框，選擇”鏈接(link)“選項卡，在”對象/庫模塊(Object/library modules)“編輯框中輸入 dllDemo.lib，如下圖所示：


但是這樣引入 .lib 文件有一個缺點，就是將源碼提供給其他用戶編譯時，也必須手動引入 .lib 文件，麻煩而且容易出錯，所以最好是在源碼中引入 .lib 文件，如下所示：
#pragma comment(lib, "dllDemo.lib")

更改上面的代碼：

1. #include<stdio.h>
2. #pragma comment(lib, "dllDemo.lib")
4. _declspec(dllimport) int add(int, int);
5. _declspec(dllimport) int sub(int, int);
7. int main(){
8. int a=10, b=5;
9. printf("a+b=%d\n", add(a, b));
10. printf("a-b=%d\n", sub(a, b));
11. return 0;
12. }

點擊確定回到項目，編譯、鏈接並運行，輸出結果如下：
Congratulations! DLL is loaded!
a+b=15
a-b=5

在 main.c 中除了用 extern 關鍵字聲明 add() 和 sub() 函數來自外部文件，還可以用 _declspec(dllimport) 標識符聲明函數來自動態鏈接庫。

爲了更好的進行模塊化設計，最好將 add() 和 sub() 函數的聲明放在頭文件中，整理後的代碼如下：

dllDemo.h

1. #ifndef _DLLDEMO_H
2. #define _DLLDEMO_H
4. #pragma comment(lib, "dllDemo.lib")
5. _declspec(dllexport) int add(int, int);
6. _declspec(dllexport) int sub(int, int);
8. #endif

main.c

1. #include<stdio.h>
2. #include "dllDemo.h"
4. int main(){
5. int a=10, b=5;
6. printf("a+b=%d\n", add(a, b));
7. printf("a-b=%d\n", sub(a, b));
8. return 0;
9. }

顯式加載

顯式加載動態鏈接庫時，需要用到 LoadLibrary() 函數，該函數的作用是將指定的可執行模塊映射到調用進程的地址空間。LoadLibrary() 函數的原型聲明如下所示：
HMODULE  LoadLibrary(LPCTSTR 1pFileName);

LoadLibrary() 函數不僅能夠加載DLL(.dll)，還可以加載可執行模塊(.exe)。一般來說，當加載可執行模塊時，主要是爲了訪問該模塊內的一些資源，例如位圖資源或圖標資源等。LoadLibrary() 函數有一個字符串類型(LPCTSTR)的參數，該參數指定了可執行模塊的名稱，既可以是一個.dll文件，也可以是一個.exe文件。如果調用成功， LoadLibrary() 函數將返回所加載的那個模塊的句柄。該函數的返回類型是HMODULE。 HMODULE類型和HINSTANCE類型可以通用。

當獲取到動態鏈接庫模塊的句柄後，接下來就要想辦法獲取該動態鏈接庫中導出函數的地址，這可以通過調用 GetProcAddress() 函數來實現。該函數用來獲取DLL導出函數的 地址，其原型聲明如下所示：
FARPROC  GetProcAddress(HMODULE hModule, LPCSTR 1pProcName);

可以看到，GetProcAddress函數有兩個參數，其含義分別如下所述：

• hModule：指定動態鏈接庫模塊的句柄，即 LoadLibrary() 函數的返回值。
• 1pProcName：字符串指針，表示DLL中函數的名字。

首先創建一個工程，命名爲 cDemo，添加源文件 main.c，內容如下：

1. #include<stdio.h>
2. #include<stdlib.h>
3. #include<windows.h> // 必須包含 windows.h
5. typedef int (*FUNADDR)(); // 指向函數的指針
7. int main(){
8. int a=10, b=5;
10. HINSTANCE dllDemo = LoadLibrary("dllDemo.dll");
11. FUNADDR add, sub;
12. if(dllDemo){
13. add = (FUNADDR)GetProcAddress(dllDemo, "add");
14. sub = (FUNADDR)GetProcAddress(dllDemo, "sub");
15. }else{
16. printf("Fail to load DLL!\n");
17. system("pause");
18. exit(1);
19. }
21. printf("a+b=%d\n", add(a, b));
22. printf("a-b=%d\n", sub(a, b));
24. system("pause");
25. return 0;
26. }

找到上節創建的 dllDemo 工程，將 debug 目錄下的 dllDemo.dll 複製到當前工程目錄下。注意，只需要 dllDemo.dll，不需要 dllDemo.lib。

運行程序，輸出結果與上面相同。

HMODULE 類型、HINSTANCE 類型在 windows.h 中定義；LoadLibrary() 函數、GetProcAddress() 函數是Win32 API，也在 windows.h 中定義。

通過以上的例子，我們可以看到，隱式加載和顯式加載這兩種加載DLL的方式各有 優點，如果採用動態加載方式，那麼可以在需要時才加載DLL，而隱式鏈接方式實現起來比較簡單，在編寫程序代碼時就可以把鏈接工作做好，在程序中可以隨時調用DLL導出的函數。但是，如果程序需要訪問十多個DLL，如果都採用隱式鏈接方式加載它們的話， 那麼在該程序啓動時，這些DLL都需要被加載到內存中，並映射到調用進程的地址空間， 這樣將加大程序的啓動時間。而且，一般來說，在程序運行過程中只是在某個條件滿足時才需要訪問某個DLL中的某個函數，其他情況下都不需要訪問這些DLL中的函數。但是這時所有的DLL都已經被加載到內存中，資源浪費是比較嚴重的。在這種情況下，就可以採用顯式加載的方式訪問DLL，在需要時才加載所需的DLL，也就是說，在需要時DLL纔會被加載到內存中，並被映射到調用進程的地址空間中。有一點需要說明的是，實際上， 採用隱式鏈接方式訪問DLL時，在程序啓動時也是通過調用LoadLibrary() 函數加載該進程需要的動態鏈接庫的。