【专业技术第五讲】动态链接库及其用法

存在的疑惑：

动态链接库到底如何来使用？特别是windows上面

解决方案：

本篇我们讲Windows上的动态链接库（Dynamic Link Library 或者 Dynamic-link Library，缩写为 DLL），它是微软公司在微软Windows操作系统中，实现共享函数库概念的一种方式。这些库函数的扩展名是 ”.dll"、".ocx"（包含ActiveX控制的库）或者 ".drv"（旧式的系统驱动程序）。

动态链接提供了一种方法，使进程可以调用不属于其可执行代码的函数。函数的可执行代码位于一个 DLL 文件中，该 DLL 包含一个或多个已被编译、链接并与使用它们的进程分开存储的函数。DLL 还有助于共享数据和资源。多个应用程序可同时访问内存中单个 DLL 副本的内容。

使用动态链接库可以更为容易地将更新应用于各个模块，而不会影响该程序的其他部分。例如，您有一个大型网络游戏，如果把整个数百MB甚至数GB的游戏的代码都放在一个应用程序里，日后的修改工作将会十分费时，而如果把不同功能的代码分别放在数个动态链接库中，您无需重新生成或安装整个程序就可以应用更新。

概述

动态链接库文件，是一种

动态链接库

不可执行的二进制程序文件，它允许程序共享执行特殊任务所必需的代码和其他资源。Windows 提供的DLL文件中包含了允许基于 Windows 的程序在 Windows 环境下操作的许多函数和资源。一般被存放在 "C:WindowsSystem32" 目录下。

Windows 中，DLL 多数情况下是带有 ".dll" 扩展名的文件，但也可能是 ".ocx"或其他扩展名；Debian系统中常常是 ".so" 的文件。它们向运行于 Windows操作系统下的程序提供代码、数据或函数。程序可根据 DLL 文件中的指令打开、启用、查询、禁用和关闭驱动程序。

优点

扩展了应用程序的特性；
可以用许多种编程语言来编写；
简化了软件项目的管理；
有助于节省内存；
有助于资源共享；
有助于应用程序的本地化；
有助于解决平台差异；
可以用于一些特殊的目的。Windows 使得某些特性只能为 DLL 所用。

依赖项

当某个程序或 DLL 使用其他 DLL 中的 DLL 函数时，就会创建依赖项。因此，该程序就不再是独立的，并且如果该依赖项被损坏，该程序就可能遇到问题。例如，如果发生下列操作之一，则该程序可能无法运行：

依赖 DLL 升级到新版本。
修复了依赖 DLL。
依赖 DLL 被其早期版本覆盖。
从计算机中删除了依赖 DLL。

这些操作通常称为 DLL 冲突。如果没有强制实现向后兼容性，则该程序可能无法成功运行。

入口点

在创建 DLL 时，可以有选择地指定入口点函数。当进程或线程将它们自身附加到 DLL 或者将它们自身从 DLL 分离时，将调用入口点函数。您可以使用入口点函数根据 DLL 的需要来初始化数据结构或者销毁数据结构。此外，如果应用程序是多线程的，则可以在入口点函数中使用线程本地存储(TLS) 来分配各个线程专用的内存。下面的代码是一个 DLL 入口点函数的示例：

BOOL APIENTRY DllMain(

HANDLE hModule, // DLL模块的句柄

DWORD ul_reason_for_call, // 调用本函数的原因

LPVOID lpReserved // 保留

) {

switch (ul_reason_for_call)

{

case DLL_PROCESS_ATTACH:

//进程正在加载本DLL

break;

case DLL_THREAD_ATTACH:

//一个线程被创建

break;

case DLL_THREAD_DETACH:

//一个线程正常退出

break;

case DLL_PROCESS_DETACH:

//进程正在卸载本DLL

break;

}

return TRUE; //返回TRUE,表示成功执行本函数

}

当入口点函数返回 FALSE 值时，如果您使用的是加载时动态链接，则应用程序不启动。如果您使用的是运行时动态链接，则只有个别 DLL 不会加载。

入口点函数只应执行简单的初始化任务，不应调用任何其他 DLL 加载函数或终止函数。例如，在入口点函数中，不应直接或间接调用 LoadLibrary 函数或LoadLibraryEx 函数。此外，不应在进程终止时调用 FreeLibrary函数。

注意：在多线程应用程序中，请确保将对 DLL 全局数据的访问进行同步（线程安全），以避免可能的数据损坏。为此，请使用 TLS 为各个线程提供唯一的数据。

如何导出

要导出 DLL 函数，您可以向导出的 DLL 函数中添加函数关键字，也可以创建模块定义文件(.def) 以列出导出的 DLL 函数。

向导出的 DLL 函数中添加函数关键字

要使用函数关键字，您必须使用以下关键字来声明要导出的各个函数：

__declspec(dllexport)要在应用程序中使用导出的 DLL 函数，您必须使用以下关键字来声明要导入的各个函数：

__declspec(dllimport)

通常情况下，您最好使用一个包含 define 语句和 ifdef 语句的头文件，以便分隔导出语句和导入语句。

创建模块定义文件以列出导出的 DLL 函数

使用模块定义文件来声明导出的 DLL 函数。当您使用模块定义文件(.def)时，您不必向导出的 DLL 函数中添加函数关键字。在模块定义文件中，您可以声明 DLL 的 LIBRARY 语句和 EXPORTS 语句。

特别调用

关于特定情况下的调用，比如DLL函数中使用到了 Win32 API 或者将 C++ 生成的 DLL 供标准C语言使用，则需要注意以下一些情况：

如果使用到了 Win32 API，则应该使用关键字 __stdcall

在将 C++ 生成的 DLL 供标准C语言使用时，输出文件需要用 extern "C" 修饰，否则不能被标准C语言调用。如果使用 __stdcall 调用方式，可能产生C不识别的修饰名，所以设置导出函数时要采用 .def 文件形式，而不是__declspec(dllexport) 形式。后者会进行修饰名转换，C语言无法识别函数。

下面的代码是一个定义文件的示例。

// SampleDLL.def

//

LIBRARY "SampleDLL"

EXPORTS

HelloWorld 示例 DLL 和应用程序

在 MicrosoftVisual C++6.0 中，可以通过选择“Win32动态链接库”项目类型或“MFC应用程序向导(dll)”来创建 DLL。下面的代码是一个在 Visual C++ 中通过使用“Win32 动态链接库”项目类型创建的 DLL 的示例。

// SampleDLL.cpp

#include "stdafx.h"

#define EXPORTING_DLL

#include "SampleDLL.h"

BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule, DWORD ul_reason_for_call, LPVOID lpReserved) {

return TRUE;

}

void HelloWorld() {

MessageBox( NULL, TEXT("Hello World"), TEXT("In a DLL"), MB_OK);

}



// File: SampleDLL.h

#ifndef INDLL_H

#define INDLL_H

#ifdef EXPORTING_DLLextern __declspec(dllexport) void HelloWorld() ;

#elseextern __declspec(dllimport) void HelloWorld() ;

#endif

#endif

下面的代码是一个“Win32应用程序”项目的示例，该示例调用 SampleDLL DLL 中的导出 DLL 函数。

// SampleApp.cpp

#include "stdafx.h"

#include "SampleDLL.h"

int APIENTRY WinMain(HINSTANCE hInstance,HINSTANCE hPrevInstance,LPSTR lpCmdLine,int nCmdShow) {

HelloWorld();

return 0;

}

注意：在加载时动态链接中，您必须链接在生成 SampleDLL 项目时创建的 SampleDLL.lib导入库。

在运行时动态链接中，您应使用与以下代码类似的代码来调用 SampleDLL.dll导出 DLL 函数。

//...

typedef VOID (*DLLPROC) (LPTSTR);

//...

HINSTANCE hinstDLL;

DLLPROC HelloWorld;

BOOL fFreeDLL;

hinstDLL = LoadLibrary("sampleDLL.dll");

if (hinstDLL != NULL)

{

HelloWorld = (DLLPROC) GetProcAddress(hinstDLL, "HelloWorld");

if (HelloWorld != NULL)

(HelloWorld);

fFreeDLL = FreeLibrary(hinstDLL);

}

//...