DLL

DLL的優勢
簡單的說，dll有如下幾個優勢：

1)      節省內存。同一個軟件模塊，如果以源代碼的形式重用，則會被編譯到不一樣的可執行程序中，同時運行這些exe時這些模塊的二進制碼會被重複加載到內存中。若是使用dll，則只在內存中加載一次，全部使用該dll的進程會共享此塊內存（固然，像dll中的全局變量這種東西是會被每一個進程複製一份的）。

2)      便於不需編譯的軟件系統升級，若一個軟件系統使用了dll，則該dll被改變（函數名不變）時，系統升級只須要更換此dll便可，不須要從新編譯整個系統。事實上，不少軟件都是以這種方式升級的。例如咱們常常玩的星際、魔獸等遊戲也是這樣進行版本升級的。

3)      Dll庫能夠供多種編程語言使用，例如用c編寫的dll能夠在vb中調用。這一點上DLL還作得很不夠，所以在dll的基礎上發明了COM技術，更好的解決了一系列問題。

最簡單的dll
開始寫dll以前，你須要一個c/c++編譯器和連接器，並關閉你的IDE。是的，把你的VC和C++ BUILDER之類的東東都關掉，並打開你以往只用來記電話的記事本程序。不這樣作的話，你可能一生也不明白dll的真諦。我使用了VC自帶的cl編譯器和link連接器，它們通常都在vc的bin目錄下。（若你沒有在安裝vc的時候選擇註冊環境變量，那麼就馬上將它們的路徑加入path吧）若是你仍是由於離開了IDE而懼怕到哭泣的話，你能夠關閉這個頁面並繼續去看《VC++技術內幕》之類無聊的書了。

最簡單的dll並不比c的helloworld難，只要一個DllMain函數便可，包含objbase.h頭文件（支持COM技術的一個頭文件）。若你以爲這個頭文件名字難記，那麼用windows.H也能夠。源代碼以下：dll_nolib.cpp

#include <objbase.h>

#include <iostream.h>

BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule, DWORD dwReason, void* lpReserved)

{

    HANDLE g_hModule;

    switch(dwReason)

    {

    case DLL_PROCESS_ATTACH:

       cout<<"Dll is attached!"<<endl;

       g_hModule = (HINSTANCE)hModule;

       break;

    case DLL_PROCESS_DETACH:

       cout<<"Dll is detached!"<<endl;

       g_hModule=NULL;

       break;

    }

    return true;

}

其中DllMain是每一個dll的入口函數，如同c的main函數同樣。DllMain帶有三個參數，hModule表示本dll的實例句柄（聽不懂就不理它，寫過windows程序的天然懂），dwReason表示dll當前所處的狀態，例如DLL_PROCESS_ATTACH表示dll剛剛被加載到一個進程中，DLL_PROCESS_DETACH表示dll剛剛從一個進程中卸載。固然還有表示加載到線程中和從線程中卸載的狀態，這裏省略。最後一個參數是一個保留參數（目前和dll的一些狀態相關，可是不多使用）。

從上面的程序能夠看出，當dll被加載到一個進程中時，dll打印"Dll is attached!"語句；當dll從進程中卸載時，打印"Dll is detached!"語句。

編譯dll須要如下兩條命令：

cl /c dll_nolib.cpp

這條命令會將cpp編譯爲obj文件，若不使用/c參數則cl還會試圖繼續將obj連接爲exe，可是這裏是一個dll，沒有main函數，所以會報錯。沒關係，繼續使用連接命令。

Link /dll dll_nolib.obj

這條命令會生成dll_nolib.dll。

注意，由於編譯命令比較簡單，因此本文不討論nmake，有興趣的可使用nmake，或者寫個bat批處理來編譯連接dll。

加載DLL（顯式調用）

使用dll大致上有兩種方式，顯式調用和隱式調用。這裏首先介紹顯式調用。編寫一個客戶端程序：dll_nolib_client.cpp

#include <windows.h>

#include <iostream.h>

int main(void)

{

    //加載咱們的dll

    HINSTANCE hinst=::LoadLibrary("dll_nolib.dll");

    if (NULL != hinst)

    {

       cout<<"dll loaded!"<<endl;

    }

    return 0;

}

注意，調用dll使用LoadLibrary函數，它的參數就是dll的路徑和名稱，返回值是dll的句柄。 使用以下命令編譯連接客戶端：

Cl dll_nolib_client.cpp

並執行dll_nolib_client.exe，獲得以下結果：

Dll is attached!

dll loaded!

Dll is detached!

以上結果代表dll已經被客戶端加載過。可是這樣僅僅可以將dll加載到內存，不能找到dll中的函數。

使用dumpbin命令查看DLL中的函數

Dumpbin命令能夠查看一個dll中的輸出函數符號名，鍵入以下命令：

Dumpbin –exports （#add /exports亦可) dll_nolib.dll

經過查看，發現dll_nolib.dll並無輸出任何函數。

如何在dll中定義輸出函數

整體來講有兩種方法，一種是添加一個def定義文件，在此文件中定義dll中要輸出的函數；第二種是在源代碼中待輸出的函數前加上__declspec(dllexport)關鍵字。

Def文件
首先寫一個帶有輸出函數的dll，源代碼以下：dll_def.cpp

#include <objbase.h>

#include <iostream.h>

void FuncInDll (void)

{

    cout<<"FuncInDll is called!"<<endl;

}

BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule, DWORD dwReason, void* lpReserved)

{

    HANDLE g_hModule;

    switch(dwReason)

    {

    case DLL_PROCESS_ATTACH:

       g_hModule = (HINSTANCE)hModule;

       break;

    case DLL_PROCESS_DETACH:

        g_hModule=NULL;

        break;

    }

    return TRUE;

}

這個dll的def文件以下：dll_def.def

;

; dll_def module-definition file

;

LIBRARY         dll_def.dll

DESCRIPTION     '(c)2007-2009 Wang Xuebin'

EXPORTS

                FuncInDll @1 PRIVATE

你會發現def的語法很簡單，首先是LIBRARY關鍵字，指定dll的名字；而後一個可選的關鍵字DESCRIPTION，後面寫上版權等信息（不寫也能夠）；最後是EXPORTS關鍵字，後面寫上dll中全部要輸出的函數名或變量名，而後接上@以及依次編號的數字（從1到N），最後接上修飾符。

用以下命令編譯連接帶有def文件的dll：

Cl /c dll_def.cpp

Link /dll dll_def.obj /def:dll_def.def

再調用dumpbin查看生成的dll_def.dll：

Dumpbin –exports dll_def.dll

獲得以下結果：

Dump of file dll_def.dll

File Type: DLL

 Section contains the following exports for dll_def.dll

           0 characteristics

    46E4EE98 time date stamp Mon Sep 10 15:13:28 2007

        0.00 version

           1 ordinal base

           1 number of functions

           1 number of names

    ordinal hint RVA      name

          1    0 00001000 FuncInDll

 Summary

        2000 .data

        1000 .rdata

        1000 .reloc

        6000 .text

觀察這一行

          1    0 00001000 FuncInDll

會發現該dll輸出了函數FuncInDll。

顯式調用DLL中的函數

寫一個dll_def.dll的客戶端程序：dll_def_client.cpp

#include <windows.h>

#include <iostream.h>

int main(void)

{

    //定義一個函數指針

    typedef void (* DLLWITHLIB )(void);

    //定義一個函數指針變量

    DLLWITHLIB pfFuncInDll = NULL;

    //加載咱們的dll

    HINSTANCE hinst=::LoadLibrary("dll_def.dll");

    if (NULL != hinst)

    {

       cout<<"dll loaded!"<<endl;

    }

    //找到dll的FuncInDll函數

    pfFuncInDll = (DLLWITHLIB)GetProcAddress(hinst, "FuncInDll");

    //調用dll裏的函數

    if (NULL != pfFuncInDll)

    {

       (*pfFuncInDll)();  

    }

    return 0;

}

有兩個地方值得注意，第一是函數指針的定義和使用，不懂的隨便找本c++書看看；第二是GetProcAddress的使用，這個API是用來查找dll中的函數地址的，第一個參數是DLL的句柄，即LoadLibrary返回的句柄，第二個參數是dll中的函數名稱，即dumpbin中輸出的函數名（注意，這裏的函數名稱指的是編譯後的函數名，不必定等於dll源代碼中的函數名）。

編譯連接這個客戶端程序，並執行會獲得：

dll loaded!

FuncInDll is called!

這代表客戶端成功調用了dll中的函數FuncInDll。

__declspec(dllexport)

爲每一個dll寫def顯得很繁雜，目前def使用已經比較少了，更多的是使用__declspec(dllexport)在源代碼中定義dll的輸出函數。

Dll寫法同上，去掉def文件，並在每一個要輸出的函數前面加上聲明__declspec(dllexport)，例如：

__declspec(dllexport) void FuncInDll (void)

這裏提供一個dll源程序dll_withlib.cpp，而後編譯連接。連接時不須要指定/DEF:參數，直接加/DLL參數便可，

Cl /c dll_withlib.cpp

Link /dll dll_withlib.obj

而後使用dumpbin命令查看，獲得：

1    0 00001000 ?FuncInDll@@YAXXZ

可知編譯後的函數名爲?FuncInDll@@YAXXZ，而並非FuncInDll，這是由於c++編譯器基於函數重載的考慮，會更改函數名，這樣使用顯式調用的時候，也必須使用這個更改後的函數名，這顯然給客戶帶來麻煩。爲了避免這種現象，可使用extern 「C」指令來命令c++編譯器以c編譯器的方式來命名該函數（#add extern 「C」不是必須，但爲了支持多語言通常採用此形式，但若是有重載函數要導出則不用extern 「C」）。修改後的函數聲明爲：

extern "C" __declspec(dllexport) void FuncInDll (void)

dumpbin命令結果：

1    0 00001000 FuncInDll

這樣，顯式調用時只需查找函數名爲FuncInDll的函數便可成功。

extern 「C」
使用extern 「C」關鍵字實際上至關於一個編譯器的開關，它能夠將c++語言的函數編譯爲c語言的函數名稱。即保持編譯後的函數符號名等於源代碼中的函數名稱。

隱式調用DLL

顯式調用顯得很是複雜，每次都要LoadLibrary，而且每一個函數都必須使用GetProcAddress來獲得函數指針，這對於大量使用dll函數的客戶是一種困擾。而隱式調用可以像使用c函數庫同樣使用dll中的函數，很是方便快捷。

下面是一個隱式調用的例子：dll包含兩個文件dll_withlibAndH.cpp和dll_withlibAndH.h。

代碼以下：dll_withlibAndH.h

extern "C" __declspec(dllexport) void FuncInDll (void);

dll_withlibAndH.cpp

#include <objbase.h>

#include <iostream.h>

#include "dll_withLibAndH.h"//看到沒有，這就是咱們增長的頭文件

extern "C" __declspec(dllexport) void FuncInDll (void)

{

    cout<<"FuncInDll is called!"<<endl;

}

BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule, DWORD dwReason, void* lpReserved)

{

    HANDLE g_hModule;

    switch(dwReason)

    {

    case DLL_PROCESS_ATTACH:

       g_hModule = (HINSTANCE)hModule;

       break;

    case DLL_PROCESS_DETACH:

        g_hModule=NULL;

        break;

    }

    return TRUE;

}

編譯連接命令：

Cl /c dll_withlibAndH.cpp

Link /dll dll_withlibAndH.obj

在進行隱式調用的時候須要在客戶端引入頭文件，並在連接時指明dll對應的lib文件（dll只要有函數輸出，則連接的時候會產生一個與dll同名的lib文件）位置和名稱。而後如同調用api函數庫中的函數同樣調用dll中的函數，不須要顯式的LoadLibrary和GetProcAddress。使用最爲方便。客戶端代碼以下：dll_withlibAndH_client.cpp

#include "dll_withLibAndH.h"

//注意路徑，加載 dll的另外一種方法是 Project | setting | link 設置裏

#pragma comment(lib,"dll_withLibAndH.lib")

int main(void)

{

    FuncInDll();//只要這樣咱們就能夠調用dll裏的函數了

    return 0;

}

__declspec(dllexport)和__declspec(dllimport)配對使用

上面一種隱式調用的方法很不錯，可是在調用DLL中的對象和重載函數時會出現問題。由於使用extern 「C」修飾了輸出函數，所以重載函數確定是會出問題的，由於它們都將被編譯爲同一個輸出符號串（c語言是不支持重載的）。

事實上不使用extern 「C」是可行的，這時函數會被編譯爲c++符號串，例如（?FuncInDll@@YAXH@Z、 ?FuncInDll@@YAXXZ），當客戶端也是c++時，也能正確的隱式調用。

這時要考慮一個狀況：若DLL1.CPP是源，DLL2.CPP使用了DLL1中的函數，但同時DLL2也是一個DLL，也要輸出一些函數供Client.CPP使用。那麼在DLL2中如何聲明全部的函數，其中包含了從DLL1中引入的函數，還包括本身要輸出的函數。這個時候就須要同時使用__declspec(dllexport)和__declspec(dllimport)了。前者用來修飾本dll中的輸出函數，後者用來修飾從其它dll中引入的函數。

全部的源代碼包括DLL1.H，DLL1.CPP，DLL2.H，DLL2.CPP，Client.cpp。源代碼能夠在下載的包中找到。你能夠編譯連接並運行試試。

值得關注的是DLL1和DLL2中都使用的一個編碼方法，見DLL2.H

#ifdef DLL_DLL2_EXPORTS

#define DLL_DLL2_API __declspec(dllexport)

#else

#define DLL_DLL2_API __declspec(dllimport)

#endif

DLL_DLL2_API void FuncInDll2(void);

DLL_DLL2_API void FuncInDll2(int);

在頭文件中以這種方式定義宏DLL_DLL2_EXPORTS和DLL_DLL2_API，能夠確保DLL端的函數用__declspec(dllexport)修飾，而客戶端的函數用__declspec(dllimport)修飾。固然，記得在編譯dll時加上參數/D 「DLL_DLL2_EXPORTS」，或者乾脆就在dll的cpp文件第一行加上#define DLL_DLL2_EXPORTS。

VC生成的代碼也是這樣的！事實證實，我是抄襲它的，hoho！

DLL中的全局變量和對象

解決了重載函數的問題，那麼dll中的全局變量和對象都不是問題了，只是有一點語法須要注意。如源代碼所示：dll_object.h

#ifdef DLL_OBJECT_EXPORTS

#define DLL_OBJECT_API __declspec(dllexport)

#else

#define DLL_OBJECT_API __declspec(dllimport)

#endif

DLL_OBJECT_API void FuncInDll(void);

extern DLL_OBJECT_API int g_nDll;

class DLL_OBJECT_API CDll_Object {

public:

    CDll_Object(void);

    show(void);

    // TODO: add your methods here.

};

Cpp文件dll_object.cpp以下：

#define DLL_OBJECT_EXPORTS

#include <objbase.h>

#include <iostream.h>

#include "dll_object.h"

DLL_OBJECT_API void FuncInDll(void)

{

    cout<<"FuncInDll is called!"<<endl;

}

DLL_OBJECT_API int g_nDll = 9;

CDll_Object::CDll_Object()

{

    cout<<"ctor of CDll_Object"<<endl;

}

CDll_Object::show()

{

    cout<<"function show in class CDll_Object"<<endl;

}

BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule, DWORD dwReason, void* lpReserved)

{

    HANDLE g_hModule;

    switch(dwReason)

    {

    case DLL_PROCESS_ATTACH:

       g_hModule = (HINSTANCE)hModule;

       break;

    case DLL_PROCESS_DETACH:

        g_hModule=NULL;

        break;

    }

    return TRUE;

}

編譯連接完後Dumpbin一下，能夠看到輸出了5個符號：

1    0 00001040 ??0CDll_Object@@QAE@XZ

 2    1 00001000 ??4CDll_Object@@QAEAAV0@ABV0@@Z

 3    2 00001020 ?FuncInDll@@YAXXZ

 4    3 00008040 ?g_nDll@@3HA

 5    4 00001069 ?show@CDll_Object@@QAEHXZ

它們分別表明類CDll_Object，類的構造函數，FuncInDll函數，全局變量g_nDll和類的成員函數show。下面是客戶端代碼：dll_object_client.cpp

#include "dll_object.h"

#include <iostream.h>

//注意路徑，加載 dll的另外一種方法是 Project | setting | link 設置裏

#pragma comment(lib,"dll_object.lib")

int main(void)

{

    cout<<"call dll"<<endl;

    cout<<"call function in dll"<<endl;

    FuncInDll();//只要這樣咱們就能夠調用dll裏的函數了

    cout<<"global var in dll g_nDll ="<<g_nDll<<endl;

    cout<<"call member function of class CDll_Object in dll"<<endl;

    CDll_Object obj;

    obj.show();

    return 0;

}

運行這個客戶端能夠看到：

call dll

call function in dll

FuncInDll is called!

global var in dll g_nDll =9

call member function of class CDll_Object in dll

ctor of CDll_Object

function show in class CDll_Object

可知，在客戶端成功的訪問了dll中的全局變量，並建立了dll中定義的C++對象，還調用了該對象的成員函數。

中間的小結
牢記一點，說到底，DLL是對應C語言的動態連接技術，在輸出C函數和變量時顯得方便快捷；而在輸出C++類、函數時須要經過各類手段，並且也並無完美的解決方案，除非客戶端也是c++。

記住，只有COM是對應C++語言的技術。

下面開始對各各問題一一小結。

顯式調用和隱式調用
什麼時候使用顯式調用？什麼時候使用隱式調用？我認爲，只有一個時候使用顯式調用是合理的，就是當客戶端不是C/C++的時候。這時是沒法隱式調用的。例如用VB調用C++寫的dll。（VB我不會，因此沒有例子）（#add 隱式調用一次把全部函數都會導入，這也許是其缺點，因有時候並不須要所有導入。）

Def和__declspec(dllexport)
其實def的功能至關於extern 「C」 __declspec(dllexport)，因此它也僅能處理C函數，而不能處理重載函數。而__declspec(dllexport)和__declspec(dllimport)配合使用可以適應任何狀況，所以__declspec(dllexport)是更爲先進的方法。因此，目前廣泛的見解是不使用def文件，我也贊成這個見解。

從其它語言調用DLL
從其它編程語言中調用DLL，有兩個最大的問題，第一個就是函數符號的問題，前面已經屢次提過了。這裏有個兩難選擇，若使用extern 「C」，則函數名稱保持不變，調用較方便，可是不支持函數重載等一系列c++功能；若不使用extern 「C」，則調用前要查看編譯後的符號，很是不方便。

第二個問題就是函數調用壓棧順序的問題，即__cdecl和__stdcall的問題。__cdecl是常規的C/C++調用約定，這種調用約定下，函數調用後棧的清理工做是由調用者完成的。__stdcall是標準的調用約定，即這些函數將在返回到調用者以前將參數從棧中刪除。

這兩個問題DLL都不能很好的解決，只能說湊合着用。可是在COM中，都獲得了完美的解決。因此，要在Windows平臺實現語言無關性，仍是隻有使用COM中間件。

總而言之，除非客戶端也使用C++，不然dll是不便於支持函數重載、類等c++特性的。DLL對c函數的支持很好，我想這也是爲何windows的函數庫使用C加dll實現的理由之一。

在VC中編寫DLL
在VC中建立、編譯、連接dll是很是方便的，點擊fileNewProjectWin32 Dynamic-Link Library，輸入dll名稱dll_InVC而後點擊肯定。而後選擇A DLL that export some symbols，點擊Finish。便可獲得一個完整的DLL。

 

 

附：DEF文件格式：

 

def文件的規則爲：

(1)LIBRARY語句說明.def文件相應的DLL；

(2)EXPORTS語句後列出要導出函數的名稱。能夠在.def文件中的導出函數名後加@n，表示要導出函數的序號爲n（在進行函數調用時，這個序號將發揮其做用）；

(3).def 文件中的註釋由每一個註釋行開始處的分號 (;) 指定，且註釋不能與語句共享一行。

導出 definitions 的語法爲：

 

EXPORTS 
entryname[=internalname] [@ordinal [NONAME]] [PRIVATE] [DATA]

 

entryname 是要導出的函數名或變量名.這是必選項.若是導出的名稱與 DLL 中的名稱不一樣,則經過 internalname 指定 DLL 中導出的名稱.例如,若是 DLL 導出函數 func1(),要將它用做 func2(),則應指定：

EXPORTS 
func2=func1

@ordinal 容許指定是序號而不是函數名將進入 DLL 的導出表.這有助於最小化 DLL 的大小..LIB 文件將包含序號與函數之間的映射,這使您得以像一般在使用 DLL 的項目中那樣使用函數名.

可選的 NONAME 關鍵字容許只按序號導出,並減少結果 DLL 中導出表的大小.可是,若是要在 DLL 上使用 GetProcAddress,則必須知道序號,由於名稱將無效.

可選的 PRIVATE 關鍵字禁止將 entryname 放到由 LINK 生成的導入庫中.它對一樣是由 LINK 生成的圖像中的導出無效.

可選的 DATA 關鍵字指定導出的是數據,而不是代碼.例如,能夠導出數據變量,以下所示：

EXPORTS 
i DATA

 

當對同一導出使用 PRIVATE 和 DATA 時,PRIVATE 必須位於 DATA 的前面. 

 

DLL的種類

微軟的Visual C++支持三種DLL，它們分別是Non-MFC Dll（非MFC動態庫）、Regular Dll（常規DLL）、ExteNSion Dll（擴展DLL）。

一、Non-MFCDLL（非MFC動態庫）

這種動態連接庫指的是不用MFC的類庫結構，直接用C語言寫的DLL(#add DllMain可有，也可沒有)，其導出的函數是標準的C接口，能被非MFC或MFC編寫的應用程序所調用。若是創建的DLL不須要使用MFC，那麼應該創建Non-MFCDLL，由於使用MFC會增大用戶庫的大小，從而浪費用戶的磁盤和內存空間。

二、RegularDLL（常規DLL）

這種動態連接庫和下述的ExtensionDll同樣，是用MFC類庫編寫的，它的一個明顯的特色是在源文件裏有一個繼承CWinApp的類（注意：此類DLL雖然從CWinApp派生，但沒有消息循環）,被導出的函數是C函數、C++類或者C++成員函數(#add 應該有錯，常規dll只能導出c函數，不能導出C++類、成員函數、重載函數)（注意不要把術語C++類與MFC的微軟基礎C++類相混淆），調用常規DLL的應用程序沒必要是MFC應用程序，只要是能調用類C函數的應用程序就能夠，它們能夠是在VisualC++、Delphi、VisualBasic、BorlandC等編譯環境下利用DLL開發應用程序。常規DLL又可細分紅靜態連接到MFC和動態連接到MFC兩種：

（1）靜態鏈接到MFC的動態鏈接庫只被VC的專業般和企業版所支持。該類DLL裏的輸出函數能夠被任意Win32程序使用，包括使用MFC的應用程序。輸出函數有以下形式：

extern"C"EXPORTYourExportedFunction();

若是沒有extern"C"修飾，輸出函數僅僅能從C++代碼中調用。

（2）動態連接到MFC的常規DLL裏的輸出函數能夠被任意Win32程序使用，包括使用MFC的應用程序。全部從DLL輸出的函數應該以以下語句開始：

AFX_MANAGE_STATE(AfxGetStaticModuleState())

此語句用來正確地切換MFC模塊狀態。

三、ExtensionDll（擴展DLL）

這種動態連接庫是使用MFC的動態連接版本所建立的，而且它只被用MFC類庫所編寫的應用程序所調用。例如你已經建立了一個從MFC的CtoolBar類的派生類用於建立一個新的工具欄，爲了導出這個類，你必須把它放到一個MFC擴展的DLL中。擴展DLL和常規DLL不同，它沒有一個從CWinApp繼承而來的類的對象，因此，開發人員必須在DLL中的DllMain函數添加初始化代碼和結束代碼。與常規DLL相比，擴展的DLL有以下不一樣點：

1)它沒有一個從CWinApp派生的對象；

2)它必須有一個DLLMain函數；

3)DLLMain調用AfxInitExtensionModule函數，必須檢查該函數的返回值，若是返回0，DLLMmain也返回0；

      4)若是它但願輸出CRuntimeClass類型的對象或者資源(Resources)，則須要提供一個初始化函數來建立一個CDynLinkLibrary對象。而且，有必要把初始化函數輸出；

   5)使用擴展DLL的MFC應用程序必須有一個從CWinApp派生的類，並且，通常在InitInstance裏調用擴展DLL的初始化函數。