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DLL动态链接库的使用

作者:bbsvs 时间:2017-08-04

静态链接库和动态链接库的作用相似,都是提供给其他程序进行调用的资源。其中,动态链接库的调用方法分隐式调用(静态导入调用)和显示调用(动态导入调用)。

windows中,链接库分为两种类型:静态链接库.lib和动态链接库.dll。其中动态链接库在被使用的时候,通常还提供一个.lib,称为引入库,它主要提供被Dll导出的函数和符号名称,使得链接的时候能够找到dll中对应的函数映射。 


编译环境: 

Microsoft Visual Stdio 2010

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DLL导出符号 

例,首先生成一个dll1.dll和dll1.lib 


// DLL1工程,dll1.cpp 
// _declspec(dllexport)为导出符号 
_declspec(dllexport) int add(int a, int b) 
{ 
return a + b; 
}


利用微软的depends工具查看dll1.dll,导出的符号如下: 

5.jpg

其中各字段意义:Ordinal(符号序号,后面使用GetProcAddress的时候,参考的数值),Hint(这个我也不是太明白,据说是不用了解),Function(这个就是函数导出后的符号名称了),EntryPoint(这个是函数在DLL中的地址)。 

这里之所以函数的名称变成了这样子,是因为使用的编译器默认使用C++方式进行编译,由于C++支持重载,那么需要给函数名增加额外的符号,来使与同名的重载函数区分开来,才能在DLL中通过符号名来进行定位。 

这里可以做个简单的测试,新建控制台测试工程DllTest如下。 


// DllTest工程,DllTest.cpp 
#include <iostream> 
using namespace std; 
int main(void) 
{ 
// extern int add(int a, int b); 
// _declspec(dllimport)是导入声明,这种方式比上面的方式更有效,同时编译器能边编译出更加高效的代码。 
_declspec(dllimport) int add(int a, int b); 
cout << add(1,2) << endl; 
getchar(); 
return 0; 
}


编译链接,提示链接错误 error LNK2019: unresolved external symbol "__declspec(dllimport) int cdecl add(int,int)" (__imp_?add@@YAHHH@Z) referenced in function _main,很明显的编译器在编译的时候,把add函数也给重命名了,并且和上面用depends查看的一样。意思是没有找到这个符号的定义。 


添加代码后如下:(注意,我这里两个工程的输出目录都是在和解决方案同目录的debug下,为了避免每次修改都重新拷贝lib文件,直接使用相对路径声明。) 


// DllTest工程,DllTest.cpp 
#include <iostream> 
using namespace std; 
#pragma comment(lib, "../debug/dll1.lib") // 显示的声明要链接dll1.lib,隐式调用 
int main(void) 
{ 
// extern int add(int a, int b); 
// _declspec(dllimport)是导入声明,这种方式比上面的方式更有效,同时编译器能边编译出更加高效的代码。 
_declspec(dllimport) int add(int a, int b); 
cout << add(1,2) << endl; 
getchar(); 
return 0; 
}


编译运行后,使用depends工具对DllTest.exe查看其依赖的输入信息如下: 

6.jpg

可以看出,DllTest.exe通过dll1.lib,引入了对dll1.dll的依赖。 


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DLL提供的头文件 

通常情况下,当得到一个.dll的时候,我们无法得知其提供了哪些函数调用(准确来说,应该是调用方式。因为我们可以利用depends工具查看dll导出的函数及其序号,当然也许可能有其他的方式去知道具体怎么使用,但是肯定无法得知内部具体实现细节。),因此为了方便被使用,通常会提供一个对应该dll的.h文件,来声明其提供给客户端使用的方式和说明等信息。客户端使用该头文件对所使用的接口进行导入。但是为了避免很多地方都出现这些函数的声明,通常在客户端直接在.h文件中对所有接口进行导入,而在Dll编译时,则作为导出使用。方法如下: 

// DLL1工程,dll1.h 
#ifndef DLL1_API 
#define DLL1_API _declspec(dllimport) 
#endif 
// 以上代码表示,如果在包含该头文件之前,没有定义DLL1_API宏,那么后面所有DLL1_API宏都展开为_declspec(dllimport),即导入。 
// 因为通常情况下客户端不会去定义这个宏(当然,假设这个宏不会被客户端中其他文件定义),所以客户端使用该头文件的时候,都是用于导入。 
DLL1_API int add(int a, int b);


// DLL1工程,dll1.cpp 
#define DLL1_API _declspec(dllexport) 
// 注意上面这行,在头文件被包含前,先定义了DLL1_API这个宏,使得头文件中DLL1_API都被展开为_declspec(dllexport)了,从而声明函数作为导出。 
#include "dll1.h" 
// 在头文件中进行了导出声明的函数,就不用再声明导出了。 
int add(int a, int b) 
{ 
return a + b; 
}


相应的,TestDll工程中包含.h文件后,也不用再去申明了。 


// DllTest工程,DllTest.cpp 
#include <iostream> 
using namespace std; 
#include "../dll1/dll1.h" // 包含该头文件之后,后面就不需要再申明了 
#pragma comment(lib, "../debug/dll1.lib") // 显示的声明要链接dll1.lib,隐式调用 
int main(void) 
{ 
cout << add(1,2) << endl; 
getchar(); 
return 0; 
}


以上基本解释了为什么通常引用dll的时候都有一个头文件,并且头文件内有很多#ifndef之类的东东了。 


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动态链接库导出类 

当然,动态链接库也能导出类,要注意的是声明的方式为class DLL1_API CSample,而不是DLL1_API class CSample。 

同时,要注意导出类的同时,其所有成员函数也已经导出,但是仍然遵循类成员变量访问权限限制。 

如果单独导出类的成员函数(声明方式和全局函数一样),那么在客户端可以实例化类对象,并调用导出的成员函数,不能调用没导出的成员函数(即使是public的)。 


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改编了的符号名 

在导出符号时,讲过C++会对函数名进行改编,以支持函数重载。那么就会存在一个问题,如果使用不用的C++编译器(导致编译出的符号名不同)或者客户端使用C编译器调用,就会出现LNK2019这样的链接错误,找不到符号。这个问题很大的限制了DLL的使用范围。 

解决方法1: 

使用extern “C”(注意这个C一定要大写)前置申明,表明函数是以C的方式编译链接的。C方式编译连接导出的函数不会改编符号名,因而可以避免上述问题。 


// DLL1工程,dll1.h 
#ifndef DLL1_API 
#define DLL1_API extern "C" _declspec(dllimport) 
#endif 
// 以上代码表示,如果在包含该头文件之前,没有定义DLL1_API宏,那么后面所有DLL1_API宏都展开为_declspec(dllimport),即导入。 
// 因为通常情况下客户端不会去定义这个宏(当然,假设这个宏不会被客户端中其他文件定义),所以客户端使用该头文件的时候,都是用于导入。 
DLL1_API int add(int a, int b); 
//class CSample 
//{ 
//public: 
// DLL1_API int substract(int a,int b);// 这种情况下,导出类成员函数,编译不能通过的 
//};

 

这里要注意.h和.cpp中都要加上extern “C”,使得导入和导出都用C编译方式。 


// DLL1工程,dll1.cpp 
#define DLL1_API extern "C" _declspec(dllexport) 
// 注意上面这行,在头文件被包含前,先定义了DLL1_API这个宏,使得头文件中DLL1_API都被展开为_declspec(dllexport)了,从而声明函数作为导出。 
#include "dll1.h" 
// 在头文件中进行了导出声明的函数,就不用再声明导出了。 
int add(int a, int b) 
{ 
return a + b; 
} 
// 
//int CSample::substract(int a,int b) 
//{ 
// return a - b; 
//}


然后用depends进行查看:

7.jpg

导出的函数符号名和函数声明时一样了。由于客户端使用的时候,导入也是用的extern “C”方式,因此客户端在编译链接的时候,也使用的是函数原名称符号。 

显示,由于使用的是C编译链接方式,C++的类和成员函数的导出就不能用这种方式了。 

此外,如果我们在给函数声明加上标准调用约定:DLL1_API int _stdcall add(int a, int b);(注意,在函数的定义中也要加上_stdcall)。那么编译出来的结果使用depends查看符号名为_add@8,也就是说符号名称又改了。 

解决方法2: 

使用模块定义文件.def,这种文件的格式规范查看MSDN,搜索.def即可。其中LIBRARY命令用于指名该def文件用于导出库文件,EXPORTS用于指名导出函数符号名。也就是说,.def文件主要就用于控制导出符号等信息。 


LIBRARY dll1 
EXPORTS 
add11=add


我这里给add函数别名为add11,注意同时需要在.h文件中声明add为add11(作用就是提供给客户端使用,当然其实也可以直接在客户端声明函数为add11,前提是你知道该函数的定义方式等)。一旦提供了.def之后,.cpp中提供的任何调用约定都不再生效,因为.def指定了生成的符号名了。这里只要明白,.def控制了Dll的导出符号,客户端使用的时候,只要提供了声明,并且链接上.lib文件,就能够使用了。 

补充一句:VC6.0以后的IDE都需要在链接选项(LINK)的input-》module define file中,指明.def文件,编译器才会去使用这个.def文件。 


备注: 

这一块关于调用约定,以及加不加extern “C”,目前我还比较混乱。等了解了之后,再来这里进行补充,欢迎看客给我提供有关这一块比较好的介绍资料。 


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显示链接(动态导入链接) 

前面有提到让导出的函数没有名字,那么客户端如何对其进行调用呢。就是使用符号表中的ordinal了(可以通过工具进行查看),当然也可以使用函数名进行导入。动态导入不需要lib文件和.h文件(如果知道函数名的话)。 


// DllTest工程,DllTest.cpp 
#include <iostream> 
using namespace std; 
#include <windows.h> 
int main(void) 
{ 
HMODULE hModule = ::LoadLibraryA("dll1.dll"); 
if(NULL != hModule) 
{ 
typedef int (*ADDPROC)(int a, int b); 
//ADDPROC add = (ADDPROC)::GetProcAddress(hModule, "add11"); // 通过函数名导入 
ADDPROC add = (ADDPROC)::GetProcAddress(hModule, MAKEINTRESOURCEA(1)); // 通过ordinal导入,注意第二个参数此时数值要放在低字节位置,具体参见MSDN说明。 
if(NULL != add) 
cout << add(1,1) << endl; 
::FreeLibrary(hModule); 
} 
getchar(); 
return 0; 
}


值得一提的是,根据函数名称进行动态导入的时候,实际上也是根据符号名的,也就是说,dll提供的符号名要和提供给用户的函数声明一致。


此外,动态导入动态链接库时,.exe时无法查看到需要的输入信息的。 

 


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