c++动态链接库的创建和使用

动态库

动态链接库（Dynamic Link Library,DLL）是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）；

在使用动态库的时候，往往需要提供两个文件：一个引人库(.lib)和一个DLL文件(.dll);

  1. 引人库(.lib)

    引入库是包含该dll导出的函数和变量的符号名，可以认为是函数和变量的声明；在编译和链接可执行文件时，需要引用引人库中的符号名；

  2. DLL文件(.dll)

    当可执行文件运行并且使用到DLL文件中的函数和变量时，系统才去加载相对应的DLL，并将DLL文件映射到进程的地址空间，然后去访问DLL文件中的导出函数；一句话，dll文件应用于程序运行时。

创建Win32 DLL文件

1.创建工程

在工程中右键添加新项目，项目类型：Win32，模板：Win32项目，输入Dll名字；在弹出的对话框中，选择应用程序类型为“DLL(D)选项”。如下图所示：

这里写图片描述

2.添加导出函数

应用程序如果想要访问某个dll中的函数，那么该函数必须是已经被导出的函数；设置方法如下：

需要在每一个被导出的函数前面增加标识符：_declspec(dllexport)；
形如：_declspec(dllexport) int add(int a, int b);

按照指定格式添加其他的导出函数后，点击Build按钮就可以生成.lib文件和.dll文件；我将动态链接库的工程名命名为Sampledll，生成结果位于Ctest解决方案下的Debug目录：

这里写图片描述

隐式链接方式加载dll头

1.函数名字改编问题

由于C++语言中有函数重载特性，在实际目标文件中函数名会被编译器作特殊处理，比如目标文件的函数名会包含参数类型，而C语言则不会包含参数类型，比如：

int  add(int a, int b);//代码函数声明
_add                   //C语言的目标文件函数名
_add_int_int           //c++语言的目标文件函数名

为了C语言和C++都能调用dll文件中API函数，我们希望动态链接库文件在编译时，导出函数的名称不要发生变化，为了实现这个目的，在定义导出函数时，需要添加上限定符：extern “C”，C一定要大写。

利用限定符：extern “C”可以解决C++和C语言之间相互调用时函数命名的问题，但是该方法只能用于导出全局函数，不能用于导出一个类的成员函数。

另外，如果导出函数的调用约定方式发生了变化，即使添加了限定符extern “C”，函数名字在编译dll时还会发生变化。

2.隐式加载dll方式

  1. 利用extern声明的外部函数，形如：
    extern int _stdcall add(int a, int b);

  2. 利用_declspec(dllimport)声明的外部函数
    _declspec(dllexport) int _stdcall add(int a, int b);

与extern关键字这种方式相比，使用_declspec(dllimport)标识符声明的外部函数时，它将告诉编译器该函数是从动态链接库中引入的，编译器可以生成运行效率更高的代码。因此，如果调用的函数来自于动态链接库，应该采用_declspec(dllimport)声明外部函数。

3.头文件设计

为了方便其他模块引用DLL文件中的API函数，我们在DLL工程中，添加Sampledll.h头文件；其他模块需要使用dll文件中的函数，则先添加Sampledll.h至本工程；
需要注意的，如果使用这种共享头文件的方式，一定要用_declspec(dllexport)声明的方式，否则没有.lib文件生成。

头文件内容如下：

#ifndef _SAMPLE_H_
#define  _SAMPLE_H_

#ifdef DLL_API
    //内部调用
#else
    #define DLL_API extern "C" _declspec(dllexport)//外部调用
#endif
//接口API
DLL_API  int _stdcall add(int a, int b);
DLL_API  int _stdcall  Multiply(int a,int b);

#endif

4.使用动态链接库编程

我们创建一个MultiThread Win32控制台程序，并在该工程中使用dll文件中的API函数，主要关键步骤如下：
1. MultiThread工程中添加.lib文件；
2. 将.lib文件和dll文件放在MultiThread 工程目录下；
3. #include”Sampledll.h”

添加.lib文件参考VS2005中添加lib文件的方法文章。

在MultiThread 工程中，主要关键代码如下：

stdafx.h

#pragma once

#include "targetver.h"

#include <stdio.h>
#include <tchar.h>
//新增内容,添加lib文件
#pragma comment(lib, "..\Debug\SampleDll.lib")

MultiThread .cpp

#include "..\SampleDll\SampleDll.h"

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    cout << "add      func: " <<      add(2,4) << endl;
    cout << "Multiply func: " << Multiply(2,4) << endl;
 }

运行结果：

这里写图片描述

显示加载方式加载dll

显示加载dll需要用到以下几个API函数，其函数声明如下：

//加载dll文件到进行地址空间
HMODULE WINAPI LoadLibrary(
  __in  LPCTSTR lpFileName
);

//获取导出函数的地址
FARPROC WINAPI GetProcAddress(
  __in  HMODULE hModule,
  __in  LPCSTR lpProcName
);

//释放加载的dll文件
BOOL WINAPI FreeLibrary(
  __in  HMODULE hModule
);

//如果有DllMain函数，系统加载dll会调用该函数
BOOL WINAPI DllMain(
  __in  HINSTANCE hinstDLL,
  __in  DWORD fdwReason,
  __in  LPVOID lpvReserved
);

需要注意的是,若dll中的导出函数采用的是标准调用约定时，则访问该dll的客户端程序也应该是采用标准调用约定的导出函数，两者需要一致。

导通加载dll时，客户端程序不再需要包含导出函数声明的头文件和引入库文件，需要的dll文件即可。

对于显示加载和隐式链接加载dll的区别如下：

  1. 隐式链接方式加载dll客户端调用简单、便捷；
  2. 在程序启动时，dll文件已经完成加载，并映射到进程的地址空间，可以随时的调用导出函数，没有调用的顺序要求；
  3. 若应用程序需要加载较多的dll文件，则更适用于显示加载dll方式，可以在需要用到某个dll的某个导出函数时，再加载dll，节约程序的启动时间。

最后，我们想要查看动态链接库导出信息的时，可以使用Dumpbin命令和Depends工具；

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