(转载)DLL动态链接库编程入门之二:非MFC DLL

上一节中讲解的是DLL概论及其调试和查看,本节将为大家详解非MFC DLL的相关内容。

 1、一个简单的DLL

  上一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1,在VC++中new一个Win32 Dynamic-Link Library工程dllTest。注意不要选择MFC AppWizard(dll),因为用MFC AppWizard(dll)建立的将是后面要讲述的MFC动态链接库。

图1 建立一个非MFC DLL

在建立的工程中添加lib.h及lib.cpp文件,源代码如下:

C++代码

  1. /* 文件名:lib.h */
  2. #ifndef LIB_H
  3. #define LIB_H
  4. extern "C" int __declspec(dllexport)add(int x, int y);
  5. #endif
  6. /* 文件名:lib.cpp */
  7. #include "lib.h"
  8. int add(int x, int y)
  9. {
  10. return x + y;
  11. }

与上一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:

C++代码

  1. #include <stdio.h>
  2. #include <windows.h>
  3. typedef int(*lpAddFun)(int, int); //宏定义函数指针类型
  4. int main(int argc, char *argv[])
  5. {
  6. HINSTANCE hDll; //DLL句柄
  7. lpAddFun addFun; //函数指针
  8. hDll = LoadLibrary("..\\Debug\\dllTest.dll");
  9. if (hDll != NULL)
  10. {
  11. addFun = (lpAddFun)GetProcAddress(hDll, "add");
  12. if (addFun != NULL)
  13. {
  14. int result = addFun(2, 3);
  15. printf("%d", result);
  16. }
  17. FreeLibrary(hDll);
  18. }
  19. return 0;
  20. }

分析上述代码,dllTest工程中的lib.cpp文件与上一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的调用和对上一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)DLL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。

2、声明导出函数

  DLL中导出函数的声明有两种方式:一种为第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):

C++代码

  1. ; lib.def : 导出DLL函数
  2. LIBRARY dllTest
  3. EXPORTS
  4. add @ 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。

3、DLL的调用方式

  在第1节的例子中我们看到了由“LoadLibrary-GetProcAddress-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,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执行下列代码:

C++代码

  1. #pragma comment(lib,"dllTest.lib")
  2. //.lib文件中仅仅是关于其对应DLL文件中函数的重定位信息
  3. extern "C" __declspec(dllimport) add(int x,int y);
  4. int main(int argc, char* argv[])
  5. {
  6. int result = add(2,3);
  7. printf("%d",result);
  8. return 0;
  9. }

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。

  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,.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、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。

C++代码

  1. BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule,
  2. DWORD ul_reason_for_call,
  3. LPVOID lpReserved
  4. )
  5. {
  6. switch (ul_reason_for_call)
  7. {
  8. case DLL_PROCESS_ATTACH:
  9. printf("\nprocess attach of dll");
  10. break;
  11. case DLL_THREAD_ATTACH:
  12. printf("\nthread attach of dll");
  13. break;
  14. case DLL_THREAD_DETACH:
  15. printf("\nthread detach of dll");
  16. break;
  17. case DLL_PROCESS_DETACH:
  18. printf("\nprocess detach of dll");
  19. break;
  20. }
  21. return TRUE;
  22. }

DllMain函数在DLL被加载和卸载时被调用,在单个线程启动和终止时,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:

C++代码

  1. hDll = LoadLibrary("..\\Debug\\dllTest.dll");
  2. if (hDll != NULL)
  3. {
  4. addFun = (lpAddFun)GetProcAddress(hDll, MAKEINTRESOURCE(1));
  5. //MAKEINTRESOURCE直接使用导出文件中的序号
  6. if (addFun != NULL)
  7. {
  8. int result = addFun(2, 3);
  9. printf("\ncall add in dll:%d", result);
  10. }
  11. FreeLibrary(hDll);
  12. }

我们看到输出顺序为:

  process attach of dll

  call add in dll:5

  process 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是一个通过序号获取函数名的宏,定义为(节选自winuser.h):

C++代码

  1. #define MAKEINTRESOURCEA(i) (LPSTR)((DWORD)((WORD)(i)))
  2. #define MAKEINTRESOURCEW(i) (LPWSTR)((DWORD)((WORD)(i)))
  3. #ifdef UNICODE
  4. #define MAKEINTRESOURCE MAKEINTRESOURCEW
  5. #else
  6. #define MAKEINTRESOURCE MAKEINTRESOURCEA

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[email protected];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):

C++代码

  1. #define CALLBACK __stdcall //这就是传说中的回调函数
  2. #define WINAPI __stdcall //这就是传说中的WINAPI
  3. #define WINAPIV __cdecl
  4. #define APIENTRY WINAPI //DllMain的入口就在这里
  5. #define APIPRIVATE __stdcall
  6. #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 (* lpAddFun)(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2所示的对话框。

图2 调用约定不匹配时的运行错误

  图2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 …”。

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。

C++代码

  1. /* 文件名:lib.h */
  2. #ifndef LIB_H
  3. #define LIB_H
  4. extern int dllGlobalVar;
  5. #endif
  6. /* 文件名:lib.cpp */
  7. #include "lib.h"
  8. #include <windows.h>
  9. int dllGlobalVar;
  10. BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule, DWORD ul_reason_for_call, LPVOID lpReserved)
  11. {
  12. switch (ul_reason_for_call)
  13. {
  14. case DLL_PROCESS_ATTACH:
  15. dllGlobalVar = 100; //在dll被加载时,赋全局变量为100
  16. break;
  17. case DLL_THREAD_ATTACH:
  18. case DLL_THREAD_DETACH:
  19. case DLL_PROCESS_DETACH:
  20. break;
  21. }
  22. return TRUE;
  23. }

C++代码

  1. ;文件名:lib.def
  2. ;在DLL中导出变量
  3. LIBRARY "dllTest"
  4. EXPORTS
  5. dllGlobalVar CONSTANT
  6. ;或dllGlobalVar DATA
  7. GetGlobalVar

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:

C++代码

  1. #include <stdio.h>
  2. #pragma comment(lib,"dllTest.lib")
  3. extern int dllGlobalVar;
  4. int main(int argc, char *argv[])
  5. {
  6. printf("%d ", *(int*)dllGlobalVar);
  7. *(int*)dllGlobalVar = 1;
  8. printf("%d ", *(int*)dllGlobalVar);
  9. return 0;
  10. }

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:

C++代码

  1. #include <stdio.h>
  2. #pragma comment(lib,"dllTest.lib")
  3. extern int _declspec(dllimport) dllGlobalVar; //用_declspec(dllimport)导入
  4. int main(int argc, char *argv[])
  5. {
  6. printf("%d ", dllGlobalVar);
  7. dllGlobalVar = 1; //这里就可以直接使用, 无须进行强制指针转换
  8. printf("%d ", dllGlobalVar);
  9. return 0;
  10. }

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。

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。

C++代码

  1. //文件名:point.h,point类的声明
  2. #ifndef POINT_H
  3. #define POINT_H
  4. #ifdef DLL_FILE
  5. class _declspec(dllexport) point //导出类point
  6. #else
  7. class _declspec(dllimport) point //导入类point
  8. #endif
  9. {
  10. public:
  11. float y;
  12. float x;
  13. point();
  14. point(float x_coordinate, float y_coordinate);
  15. };
  16. #endif
  17. //文件名:point.cpp,point类的实现
  18. #ifndef DLL_FILE
  19. #define DLL_FILE
  20. #endif
  21. #include "point.h"
  22. //类point的缺省构造函数
  23. point::point()
  24. {
  25. x = 0.0;
  26. y = 0.0;
  27. }
  28. //类point的构造函数
  29. point::point(float x_coordinate, float y_coordinate)
  30. {
  31. x = x_coordinate;
  32. y = y_coordinate;
  33. }
  34. //文件名:circle.h,circle类的声明
  35. #ifndef CIRCLE_H
  36. #define CIRCLE_H
  37. #include "point.h"
  38. #ifdef DLL_FILE
  39. class _declspec(dllexport)circle //导出类circle
  40. #else
  41. class _declspec(dllimport)circle //导入类circle
  42. #endif
  43. {
  44. public:
  45. void SetCentre(const point ¢rePoint);
  46. void SetRadius(float r);
  47. float GetGirth();
  48. float GetArea();
  49. circle();
  50. private:
  51. float radius;
  52. point centre;
  53. };
  54. #endif
  55. //文件名:circle.cpp,circle类的实现
  56. #ifndef DLL_FILE
  57. #define DLL_FILE
  58. #endif
  59. #include "circle.h"
  60. #define PI 3.1415926
  61. //circle类的构造函数
  62. circle::circle()
  63. {
  64. centre = point(0, 0);
  65. radius = 0;
  66. }
  67. //得到圆的面积
  68. float circle::GetArea()
  69. {
  70. return PI *radius * radius;
  71. }
  72. //得到圆的周长
  73. float circle::GetGirth()
  74. {
  75. return 2 *PI * radius;
  76. }
  77. //设置圆心坐标
  78. void circle::SetCentre(const point ¢rePoint)
  79. {
  80. centre = centrePoint;
  81. }
  82. //设置圆的半径
  83. void circle::SetRadius(float r)
  84. {
  85. radius = r;
  86. }

类的引用:

C++代码

  1. #include "..\circle.h"  //包含类声明头文件
  2. #pragma comment(lib,"dllTest.lib");
  3. int main(int argc, char *argv[])
  4. {
  5. circle c;
  6. point p(2.0, 2.0);
  7. c.SetCentre(p);
  8. c.SetRadius(1.0);
  9. printf("area:%f girth:%f", c.GetArea(), c.GetGirth());
  10. return 0;
  11. }

从上述源代码可以看出,由于在DLL的类实现代码中定义了宏DLL_FILE,故在DLL的实现中所包含的类声明实际上为:

C++代码

  1. class _declspec(dllexport) point //导出类point
  2. {
  3. }

C++代码

  1. class _declspec(dllexport) circle //导出类circle
  2. {
  3. }

而在应用工程中没有定义DLL_FILE,故其包含point.h和circle.h后引入的类声明为:

C++代码

  1. class _declspec(dllimport) point //导入类point
  2. {
  3. }

C++代码

  1. class _declspec(dllimport) circle //导入类circle
  2. {
  3. }

不错,正是通过DLL中的

C++代码

  1. class _declspec(dllexport) class_name //导出类circle 
  2. {
  3. }

与应用程序中的

C++代码

  1. class _declspec(dllimport) class_name //导入类
  2. {
  3. }

配对来完成类的导出和导入的!

  我们往往通过在类的声明头文件中用一个宏来决定使其编译为class _declspec(dllexport) class_name还是class _declspec(dllimport) class_name版本,这样就不再需要两个头文件。本程序中使用的是:

C++代码

  1. #ifdef DLL_FILE
  2. class _declspec(dllexport) class_name //导出类
  3. #else
  4. class _declspec(dllimport) class_name //导入类
  5. #endif

实际上,在MFC DLL的讲解中,您将看到比这更简便的方法,而此处仅仅是为了说明_declspec(dllexport)与_declspec(dllimport)匹对的问题。

  由此可见,应用工程中几乎可以看到DLL中的一切,包括函数、变量以及类,这就是DLL所要提供的强大能力。只要DLL释放这些接口,应用程序使用它就将如同使用本工程中的程序一样!

  本节虽以VC++为平台讲解非MFC DLL,但是这些普遍的概念在其它语言及开发环境中也是相同的,其思维方式可以直接过渡。

  非MFC DLL就讲到这里,下一节将介绍MFC规则DLL。

原文地址:http://www.jizhuomi.com/software/295.html

时间: 2024-11-08 19:04:45

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上文我们讲解了如何构建一个hello world开发环境,那么这一篇我们就来画一个简单的三角形出来. 首先,我要向大家介绍下opengl es的渲染流程,在2.0之前,es的渲染采用的是固定管线,何为固定管线,就是一套固定的模板流程,局部坐标变换 -> 世界坐标变换 ->观察坐标变换->背面消除->光照->裁剪->投影->视口计算->光栅化,程序员只需要调用固定的api修改一些配置参数就可以完成整个渲染流程了.而到了2.0,固定管线改成了可编程管线,我们对整