动态链接库DLL编程深入浅出2.docx

1、动态链接库DLL编程深入浅出2上节给大家介绍了静态链接库与库的调试与查看（动态链接库(DLL)编程深入浅出(一)），本节主要介绍非MFC DLL。4.非MFC DLL4.1一个简单的DLL第2节给出了以静态链接库方式提供add函数接口的方法，接下来我们来看看怎样用动态链接库实现一个同样功能的add函数。如图6，在VC+中new一个Win32 Dynamic-Link Library工程dllTest（单击此处下载本工程附件）。注意不要选择MFC AppWizard(dll)，因为用MFC AppWizard(dll)建立的将是第5、6节要讲述的MFC 动态链接库。图6 建立一个非MFC DLL

2、在建立的工程中添加lib.h及lib.cpp文件，源代码如下：/* 文件名：lib.h*/#ifndef LIB_H#define LIB_Hextern C int _declspec(dllexport) add(int x, int y);#endif/* 文件名：lib.cpp*/#include lib.hint add(int x, int y)return x + y;与第2节对静态链接库的调用相似，我们也建立一个与DLL工程处于同一工作区的应用工程dllCall，它调用DLL中的函数add，其源代码如下：#include #include typedef int(*lpAddF

3、un)(int, int); /宏定义函数指针类型int main(int argc, char *argv )HINSTANCE hDll; /DLL句柄 lpAddFun addFun; /函数指针hDll = LoadLibrary(.DebugdllTest.dll);if (hDll != NULL)addFun = (lpAddFun)GetProcAddress(hDll, add);if (addFun != NULL)int result = addFun(2, 3);printf(%d, result);FreeLibrary(hDll);return 0;分析上述代码，d

4、llTest工程中的lib.cpp文件与第2节静态链接库版本完全相同，不同在于lib.h对函数add的声明前面添加了_declspec(dllexport)语句。这个语句的含义是声明函数add为DLL的导出函数。DLL内的函数分为两种：(1) DLL导出函数，可供应用程序调用；(2) DLL内部函数，只能在DLL程序使用，应用程序无法调用它们。而应用程序对本DLL的调用和对第2节静态链接库的调用却有较大差异，下面我们来逐一分析。首先，语句typedef int ( * lpAddFun)(int,int)定义了一个与add函数接受参数类型和返回值均相同的函数指针类型。随后，在main函数中定义

5、了lpAddFun的实例addFun；其次，在函数main中定义了一个DLL HINSTANCE句柄实例hDll，通过Win32 Api函数LoadLibrary动态加载了DLL模块并将DLL模块句柄赋给了hDll；再次，在函数main中通过Win32 Api函数GetProcAddress得到了所加载DLL模块中函数add的地址并赋给了addFun。经由函数指针addFun进行了对DLL中add函数的调用；最后，应用工程使用完DLL后，在函数main中通过Win32 Api函数FreeLibrary释放了已经加载的DLL模块。通过这个简单的例子，我们获知DLL定义和调用的一般概念：(1)DL

6、L中需以某种特定的方式声明导出函数（或变量、类）；(2)应用工程需以某种特定的方式调用DLL的导出函数（或变量、类）。下面我们来对“特定的方式”进行阐述。4.2 声明导出函数DLL中导出函数的声明有两种方式：一种为4.1节例子中给出的在函数声明中加上_declspec(dllexport)，这里不再举例说明；另外一种方式是采用模块定义(.def) 文件声明，.def文件为链接器提供了有关被链接程序的导出、属性及其他方面的信息。下面的代码演示了怎样同.def文件将函数add声明为DLL导出函数（需在dllTest工程中添加lib.def文件）：; lib.def : 导出DLL函数LIBRARY

7、 dllTestEXPORTSadd 1.def文件的规则为：(1)LIBRARY语句说明.def文件相应的DLL；(2)EXPORTS语句后列出要导出函数的名称。可以在.def文件中的导出函数名后加n，表示要导出函数的序号为n（在进行函数调用时，这个序号将发挥其作用）；(3).def 文件中的注释由每个注释行开始处的分号 (;) 指定，且注释不能与语句共享一行。由此可以看出，例子中lib.def文件的含义为生成名为“dllTest”的动态链接库，导出其中的add函数，并指定add函数的序号为1。4.3 DLL的调用方式在4.1节的例子中我们看到了由“LoadLibrary-GetProcAd

8、dress-FreeLibrary”系统Api提供的三位一体“DLL加载-DLL函数地址获取-DLL释放”方式，这种调用方式称为DLL的动态调用。动态调用方式的特点是完全由编程者用 API 函数加载和卸载 DLL，程序员可以决定 DLL 文件何时加载或不加载，显式链接在运行时决定加载哪个 DLL 文件。与动态调用方式相对应的就是静态调用方式，“有动必有静”，这来源于物质世界的对立统一。“动与静”，其对立与统一竟无数次在技术领域里得到验证，譬如静态IP与DHCP、静态路由与动态路由等。从前文我们已经知道，库也分为静态库与动态库DLL，而想不到，深入到DLL内部，其调用方式也分为静态与动态。“动与

9、静”，无处不在。周易已认识到有动必有静的动静平衡观，易系辞曰：“动静有常，刚柔断矣”。哲学意味着一种普遍的真理，因此，我们经常可以在枯燥的技术领域看到哲学的影子。静态调用方式的特点是由编译系统完成对DLL的加载和应用程序结束时 DLL 的卸载。当调用某DLL的应用程序结束时，若系统中还有其它程序使用该 DLL，则Windows对DLL的应用记录减1，直到所有使用该DLL的程序都结束时才释放它。静态调用方式简单实用，但不如动态调用方式灵活。下面我们来看看静态调用的例子（单击此处下载本工程附件），将编译dllTest工程所生成的.lib和.dll文件拷入dllCall工程所在的路径，dllCall

10、执行下列代码：#pragma comment(lib,dllTest.lib) /.lib文件中仅仅是关于其对应DLL文件中函数的重定位信息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;由上述代码可以看出，静态调用方式的顺利进行需要完成两个动作：(1)告诉编译器与DLL相对应的.lib文件所在的路径及文件名，#pragma comment(lib,dllTest.lib)就是起这个作用

11、。程序员在建立一个DLL文件时，连接器会自动为其生成一个对应的.lib文件，该文件包含了DLL 导出函数的符号名及序号（并不含有实际的代码）。在应用程序里，.lib文件将作为DLL的替代文件参与编译。(2)声明导入函数，extern C _declspec(dllimport) add(int x,int y)语句中的_declspec(dllimport)发挥这个作用。静态调用方式不再需要使用系统API来加载、卸载DLL以及获取DLL中导出函数的地址。这是因为，当程序员通过静态链接方式编译生成应用程序时，应用程序中调用的与.lib文件中导出符号相匹配的函数符号将进入到生成的EXE 文件中，.

12、lib文件中所包含的与之对应的DLL文件的文件名也被编译器存储在 EXE文件内部。当应用程序运行过程中需要加载DLL文件时，Windows将根据这些信息发现并加载DLL，然后通过符号名实现对DLL 函数的动态链接。这样，EXE将能直接通过函数名调用DLL的输出函数，就象调用程序内部的其他函数一样。4.4 DllMain函数Windows在加载DLL的时候，需要一个入口函数，就如同控制台或DOS程序需要main函数、WIN32程序需要WinMain函数一样。在前面的例子中，DLL并没有提供DllMain函数，应用工程也能成功引用DLL，这是因为Windows在找不到DllMain的时候，系统会从

13、其它运行库中引入一个不做任何操作的缺省DllMain函数版本，并不意味着DLL可以放弃DllMain函数。根据编写规范，Windows必须查找并执行DLL里的DllMain函数作为加载DLL的依据，它使得DLL得以保留在内存里。这个函数并不属于导出函数，而是DLL的内部函数。这意味着不能直接在应用工程中引用DllMain函数，DllMain是自动被调用的。我们来看一个DllMain函数的例子（单击此处下载本工程附件）。BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule, DWORD ul_reason_for_call, LPVOID lpReserved)switch

14、 (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函数在DLL被加载和卸载时被调用，在单个

15、线程启动和终止时，DLLMain函数也被调用，ul_reason_for_call指明了被调用的原因。原因共有4种，即PROCESS_ATTACH、PROCESS_DETACH、THREAD_ATTACH和THREAD_DETACH，以switch语句列出。来仔细解读一下DllMain的函数头BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule, WORD ul_reason_for_call, LPVOID lpReserved )。APIENTRY被定义为_stdcall，它意味着这个函数以标准Pascal的方式进行调用，也就是WINAPI方式；进程中的每个DLL模块

16、被全局唯一的32字节的HINSTANCE句柄标识，只有在特定的进程内部有效，句柄代表了DLL模块在进程虚拟空间中的起始地址。在Win32中，HINSTANCE和HMODULE的值是相同的，这两种类型可以替换使用，这就是函数参数hModule的来历。执行下列代码：hDll = LoadLibrary(.DebugdllTest.dll);if (hDll != NULL)addFun = (lpAddFun)GetProcAddress(hDll, MAKEINTRESOURCE(1);/MAKEINTRESOURCE直接使用导出文件中的序号if (addFun != NULL)int resu

17、lt = addFun(2, 3);printf(ncall add in dll:%d, result);FreeLibrary(hDll);我们看到输出顺序为：process attach of dllcall add in dll:5process detach of dll这一输出顺序验证了DllMain被调用的时机。代码中的GetProcAddress ( hDll, MAKEINTRESOURCE ( 1 ) )值得留意，它直接通过.def文件中为add函数指定的顺序号访问add函数，具体体现在MAKEINTRESOURCE ( 1 )，MAKEINTRESOURCE是一个通过序号

18、获取函数名的宏，定义为（节选自winuser.h）：#define MAKEINTRESOURCEA(i) (LPSTR)(DWORD)(WORD)(i)#define MAKEINTRESOURCEW(i) (LPWSTR)(DWORD)(WORD)(i)#ifdef UNICODE#define MAKEINTRESOURCE MAKEINTRESOURCEW#else#define MAKEINTRESOURCE MAKEINTRESOURCEA4.5 _stdcall约定如果通过VC+编写的DLL欲被其他语言编写的程序调用，应将函数的调用方式声明为_stdcall方式，WINAPI都采

19、用这种方式，而C/C+缺省的调用方式却为_cdecl。_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_functionnamenumber；而_cdecl调用约定仅在输出函数名前面加下划线，形如_functionname。Windows编程中常见的几种函数类型声明宏都是与_stdcall和_cdecl有关的（节选自windef.h）：#define CALLBACK _stdcall /这就是传说中的回调函数#define WIN

20、API _stdcall /这就是传说中的WINAPI#define WINAPIV _cdecl#define APIENTRY WINAPI /DllMain的入口就在这里#define APIPRIVATE_stdcall#define PASCAL _stdcall在lib.h中，应这样声明add函数：int _stdcall add(int x, int y);在应用工程中函数指针类型应定义为：typedef int(_stdcall *lpAddFun)(int, int);若在lib.h中将函数声明为_stdcall调用，而应用工程中仍使用typedef int (* lpAdd

21、Fun)(int,int)，运行时将发生错误（因为类型不匹配，在应用工程中仍然是缺省的_cdecl调用），弹出如图7所示的对话框。图7 调用约定不匹配时的运行错误图7中的那段话实际上已经给出了错误的原因，即“This is usually a result of”。单击此处下载_stdcall调用例子工程源代码附件。4.6 DLL导出变量DLL定义的全局变量可以被调用进程访问；DLL也可以访问调用进程的全局数据，我们来看看在应用工程中引用DLL中变量的例子（单击此处下载本工程附件）。/* 文件名：lib.h*/#ifndef LIB_H#define LIB_Hextern int dllGl

22、obalVar;#endif/* 文件名：lib.cpp */#include lib.h#include 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被加载时，赋全局变量为100break;case DLL_THREAD_ATTACH:case DLL_THREAD_DETACH:case

23、DLL_PROCESS_DETACH:break;return TRUE;文件名：lib.def;在DLL中导出变量LIBRARY dllTestEXPORTSdllGlobalVar CONSTANT;或dllGlobalVar DATAGetGlobalVar从lib.h和lib.cpp中可以看出，全局变量在DLL中的定义和使用方法与一般的程序设计是一样的。若要导出某全局变量，我们需要在.def文件的EXPORTS后添加：变量名CONSTANT/过时的方法或变量名DATA /VC+提示的新方法在主函数中引用DLL中定义的全局变量：#include #pragma comment(lib,d

24、llTest.lib)extern int dllGlobalVar;int main(int argc, char *argv)printf(%d , *(int*)dllGlobalVar);*(int*)dllGlobalVar = 1;printf(%d , *(int*)dllGlobalVar);return 0;特别要注意的是用extern int dllGlobalVar声明所导入的并不是DLL中全局变量本身，而是其地址，应用程序必须通过强制指针转换来使用DLL中的全局变量。这一点，从*(int*)dllGlobalVar可以看出。因此在采用这种方式引用DLL全局变量时，千万不

25、要进行这样的赋值操作：dllGlobalVar = 1;其结果是dllGlobalVar指针的内容发生变化，程序中以后再也引用不到DLL中的全局变量了。在应用工程中引用DLL中全局变量的一个更好方法是：#include #pragma comment(lib,dllTest.lib)extern int _declspec(dllimport) dllGlobalVar; /用_declspec(dllimport)导入int main(int argc, char *argv)printf(%d , dllGlobalVar);dllGlobalVar = 1; /这里就可以直接使用, 无须

26、进行强制指针转换printf(%d , dllGlobalVar);return 0;通过_declspec(dllimport)方式导入的就是DLL中全局变量本身而不再是其地址了，笔者建议在一切可能的情况下都使用这种方式。4.7 DLL导出类DLL中定义的类可以在应用工程中使用。下面的例子里，我们在DLL中定义了point和circle两个类，并在应用工程中引用了它们（单击此处下载本工程附件）。/文件名：point.h，point类的声明#ifndef POINT_H#define POINT_H#ifdef DLL_FILEclass _declspec(dllexport) point

27、/导出类point#elseclass _declspec(dllimport) point /导入类point#endifpublic: float y; float x; point(); point(float x_coordinate, float y_coordinate);#endif/文件名：point.cpp，point类的实现#ifndef DLL_FILE#define DLL_FILE#endif#include point.h/类point的缺省构造函数point:point() x = 0.0; y = 0.0;/类point的构造函数point:point(floa

28、t x_coordinate, float y_coordinate)x = x_coordinate;y = y_coordinate;/文件名：circle.h，circle类的声明#ifndef CIRCLE_H#define CIRCLE_H#include point.h #ifdef DLL_FILEclass _declspec(dllexport)circle /导出类circle#elseclass _declspec(dllimport)circle /导入类circle#endifpublic: void SetCentre(const point rePoint); v

29、oid SetRadius(float r); float GetGirth(); float GetArea(); circle();private: float radius; point centre;#endif/文件名：circle.cpp，circle类的实现#ifndef DLL_FILE#define DLL_FILE#endif#include circle.h#define PI 3.1415926/circle类的构造函数circle:circle() centre = point(0, 0); radius = 0;/得到圆的面积float circle:GetArea() return PI *radius * radius;/得到圆的周长float circle:GetGirth() return 2 *PI * radius;/设置圆心坐标void circle:SetCentre(const point rePoint) centre = centrePoint;/设置圆的半径void circle:SetRadius(float r) radius = r;类的引用：#include .circle.h/包含类声明头文件#pragma comment(lib,dllTest.lib);int main(int argc, char *ar