DLL編寫教程

半年不能上網(wǎng)，最近網(wǎng)絡(luò)終于通了，終于可以更新博客了，寫點(diǎn)什么呢？決定最近寫一個(gè)編程技術(shù)系列，其內(nèi)容是一些通用的編程技術(shù)。例如DLL，COM，Socket，多線程等等。這些技術(shù)的特點(diǎn)就是使用廣泛，但是誤解很多；網(wǎng)上教程很多，但是幾乎沒有什么優(yōu)質(zhì)良品。我以近幾個(gè)月來的編程經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，很有必要好好的總結(jié)一下這些編程技術(shù)了。一來對(duì)自己是總結(jié)提高，二來可以方便光顧我博客的朋友。

好了，廢話少說，言歸正傳。第一篇就是《DLL編寫教程》，為什么起這么土的名字呢？為什么不叫《輕輕松松寫DLL》或者《DLL一日通》呢？或者更nb的《深入簡出DLL》呢？呵呵，常常上網(wǎng)搜索資料的弟兄自然知道。

本文對(duì)通用的DLL技術(shù)做了一個(gè)總結(jié)，并提供了源代碼打包下載，下載地址為：

http://www.tkk7.com/Files/wxb_nudt/DLL_SRC.rar

DLL的優(yōu)點(diǎn)

簡單的說，dll有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1)      節(jié)省內(nèi)存。同一個(gè)軟件模塊，若是以源代碼的形式重用，則會(huì)被編譯到不同的可執(zhí)行程序中，同時(shí)運(yùn)行這些exe時(shí)這些模塊的二進(jìn)制碼會(huì)被重復(fù)加載到內(nèi)存中。如果使用dll，則只在內(nèi)存中加載一次，所有使用該dll的進(jìn)程會(huì)共享此塊內(nèi)存（當(dāng)然，像dll中的全局變量這種東西是會(huì)被每個(gè)進(jìn)程復(fù)制一份的）。

2)      不需編譯的軟件系統(tǒng)升級(jí)，若一個(gè)軟件系統(tǒng)使用了dll，則該dll被改變（函數(shù)名不變）時(shí)，系統(tǒng)升級(jí)只需要更換此dll即可，不需要重新編譯整個(gè)系統(tǒng)。事實(shí)上，很多軟件都是以這種方式升級(jí)的。例如我們經(jīng)常玩的星際、魔獸等游戲也是這樣進(jìn)行版本升級(jí)的。

3)      Dll庫可以供多種編程語言使用，例如用c編寫的dll可以在vb中調(diào)用。這一點(diǎn)上DLL還做得很不夠，因此在dll的基礎(chǔ)上發(fā)明了COM技術(shù)，更好的解決了一系列問題。

最簡單的dll

開始寫dll之前，你需要一個(gè)c/c++編譯器和鏈接器，并關(guān)閉你的IDE。是的，把你的VC和C++ BUILDER之類的東東都關(guān)掉，并打開你以往只用來記電話的記事本程序。不這樣做的話，你可能一輩子也不明白dll的真諦。我使用了VC自帶的cl編譯器和link鏈接器，它們一般都在vc的bin目錄下。（若你沒有在安裝vc的時(shí)候選擇注冊(cè)環(huán)境變量，那么就立刻將它們的路徑加入path吧）如果你還是因?yàn)殡x開了IDE而害怕到哭泣的話，你可以關(guān)閉這個(gè)頁面并繼續(xù)去看《VC++技術(shù)內(nèi)幕》之類無聊的書了。

最簡單的dll并不比c的helloworld難，只要一個(gè)DllMain函數(shù)即可，包含objbase.h頭文件（支持COM技術(shù)的一個(gè)頭文件）。若你覺得這個(gè)頭文件名字難記，那么用windows.H也可以。源代碼如下：dll_nolib.cpp

其中DllMain是每個(gè)dll的入口函數(shù)，如同c的main函數(shù)一樣。DllMain帶有三個(gè)參數(shù)，hModule表示本dll的實(shí)例句柄（聽不懂就不理它，寫過windows程序的自然懂），dwReason表示dll當(dāng)前所處的狀態(tài)，例如DLL_PROCESS_ATTACH表示dll剛剛被加載到一個(gè)進(jìn)程中，DLL_PROCESS_DETACH表示dll剛剛從一個(gè)進(jìn)程中卸載。當(dāng)然還有表示加載到線程中和從線程中卸載的狀態(tài)，這里省略。最后一個(gè)參數(shù)是一個(gè)保留參數(shù)（目前和dll的一些狀態(tài)相關(guān)，但是很少使用）。

從上面的程序可以看出，當(dāng)dll被加載到一個(gè)進(jìn)程中時(shí)，dll打印"Dll is attached!"語句；當(dāng)dll從進(jìn)程中卸載時(shí)，打印"Dll is detached!"語句。

編譯dll需要以下兩條命令：

這條命令會(huì)將cpp編譯為obj文件，若不使用/c參數(shù)則cl還會(huì)試圖繼續(xù)將obj鏈接為exe，但是這里是一個(gè)dll，沒有main函數(shù)，因此會(huì)報(bào)錯(cuò)。不要緊，繼續(xù)使用鏈接命令。

這條命令會(huì)生成dll_nolib.dll。

注意，因?yàn)榫幾g命令比較簡單，所以本文不討論nmake，有興趣的可以使用nmake，或者寫個(gè)bat批處理來編譯鏈接dll。

加載DLL（顯式調(diào)用）

使用dll大體上有兩種方式，顯式調(diào)用和隱式調(diào)用。這里首先介紹顯式調(diào)用。編寫一個(gè)客戶端程序：dll_nolib_client.cpp

注意，調(diào)用dll使用LoadLibrary函數(shù)，它的參數(shù)就是dll的路徑和名稱，返回值是dll的句柄。 使用如下命令編譯鏈接客戶端：

并執(zhí)行dll_nolib_client.exe，得到如下結(jié)果：

以上結(jié)果表明dll已經(jīng)被客戶端加載過。但是這樣僅僅能夠?qū)?/span>dll加載到內(nèi)存，不能找到dll中的函數(shù)。

使用dumpbin命令查看DLL中的函數(shù)

Dumpbin命令可以查看一個(gè)dll中的輸出函數(shù)符號(hào)名，鍵入如下命令：

通過查看，發(fā)現(xiàn)dll_nolib.dll并沒有輸出任何函數(shù)。

如何在dll中定義輸出函數(shù)

總體來說有兩種方法，一種是添加一個(gè)def定義文件，在此文件中定義dll中要輸出的函數(shù)；第二種是在源代碼中待輸出的函數(shù)前加上__declspec(dllexport)關(guān)鍵字。

Def文件

首先寫一個(gè)帶有輸出函數(shù)的dll，源代碼如下：dll_def.cpp

這個(gè)dll的def文件如下：dll_def.def

你會(huì)發(fā)現(xiàn)def的語法很簡單，首先是LIBRARY關(guān)鍵字，指定dll的名字；然后一個(gè)可選的關(guān)鍵字DESCRIPTION，后面寫上版權(quán)等信息（不寫也可以）；最后是EXPORTS關(guān)鍵字，后面寫上dll中所有要輸出的函數(shù)名或變量名，然后接上@以及依次編號(hào)的數(shù)字（從1到N），最后接上修飾符。

用如下命令編譯鏈接帶有def文件的dll：

再調(diào)用dumpbin查看生成的dll_def.dll：

得到如下結(jié)果：

觀察這一行

會(huì)發(fā)現(xiàn)該dll輸出了函數(shù)FuncInDll。

顯式調(diào)用DLL中的函數(shù)

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

有兩個(gè)地方值得注意，第一是函數(shù)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(gè)API是用來查找dll中的函數(shù)地址的，第一個(gè)參數(shù)是DLL的句柄，即LoadLibrary返回的句柄，第二個(gè)參數(shù)是dll中的函數(shù)名稱，即dumpbin中輸出的函數(shù)名（注意，這里的函數(shù)名稱指的是編譯后的函數(shù)名，不一定等于dll源代碼中的函數(shù)名）。

編譯鏈接這個(gè)客戶端程序，并執(zhí)行會(huì)得到：

這表明客戶端成功調(diào)用了dll中的函數(shù)FuncInDll。

__declspec(dllexport)

為每個(gè)dll寫def顯得很繁雜，目前def使用已經(jīng)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(shù)。

Dll寫法同上，去掉def文件，并在每個(gè)要輸出的函數(shù)前面加上聲明__declspec(dllexport)，例如：

這里提供一個(gè)dll源程序dll_withlib.cpp，然后編譯鏈接。鏈接時(shí)不需要指定/DEF:參數(shù)，直接加/DLL參數(shù)即可，

然后使用dumpbin命令查看，得到：

可知編譯后的函數(shù)名為?FuncInDll@@YAXXZ，而并不是FuncInDll，這是因?yàn)?/span>c++編譯器基于函數(shù)重載的考慮，會(huì)更改函數(shù)名，這樣使用顯式調(diào)用的時(shí)候，也必須使用這個(gè)更改后的函數(shù)名，這顯然給客戶帶來麻煩。為了避免這種現(xiàn)象，可以使用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(shù)。修改后的函數(shù)聲明為：

dumpbin命令結(jié)果：

這樣，顯式調(diào)用時(shí)只需查找函數(shù)名為FuncInDll的函數(shù)即可成功。

extern “C”

使用extern “C”關(guān)鍵字實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)編譯器的開關(guān)，它可以將c++語言的函數(shù)編譯為c語言的函數(shù)名稱。即保持編譯后的函數(shù)符號(hào)名等于源代碼中的函數(shù)名稱。

隱式調(diào)用DLL

顯式調(diào)用顯得非常復(fù)雜，每次都要LoadLibrary，并且每個(gè)函數(shù)都必須使用GetProcAddress來得到函數(shù)指針，這對(duì)于大量使用dll函數(shù)的客戶是一種困擾。而隱式調(diào)用能夠像使用c函數(shù)庫一樣使用dll中的函數(shù)，非常方便快捷。

下面是一個(gè)隱式調(diào)用的例子：dll包含兩個(gè)文件dll_withlibAndH.cpp和dll_withlibAndH.h。

代碼如下：dll_withlibAndH.h

dll_withlibAndH.cpp

編譯鏈接命令：

在進(jìn)行隱式調(diào)用的時(shí)候需要在客戶端引入頭文件，并在鏈接時(shí)指明dll對(duì)應(yīng)的lib文件（dll只要有函數(shù)輸出，則鏈接的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與dll同名的lib文件）位置和名稱。然后如同調(diào)用api函數(shù)庫中的函數(shù)一樣調(diào)用dll中的函數(shù)，不需要顯式的LoadLibrary和GetProcAddress。使用最為方便。客戶端代碼如下：dll_withlibAndH_client.cpp

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

上面一種隱式調(diào)用的方法很不錯(cuò)，但是在調(diào)用DLL中的對(duì)象和重載函數(shù)時(shí)會(huì)出現(xiàn)問題。因?yàn)槭褂?/span>extern “C”修飾了輸出函數(shù)，因此重載函數(shù)肯定是會(huì)出問題的，因?yàn)樗鼈兌紝⒈痪幾g為同一個(gè)輸出符號(hào)串（c語言是不支持重載的）。

事實(shí)上不使用extern “C”是可行的，這時(shí)函數(shù)會(huì)被編譯為c++符號(hào)串，例如（?FuncInDll@@YAXH@Z、 ?FuncInDll@@YAXXZ），當(dāng)客戶端也是c++時(shí)，也能正確的隱式調(diào)用。

這時(shí)要考慮一個(gè)情況：若DLL1.CPP是源，DLL2.CPP使用了DLL1中的函數(shù)，但同時(shí)DLL2也是一個(gè)DLL，也要輸出一些函數(shù)供Client.CPP使用。那么在DLL2中如何聲明所有的函數(shù)，其中包含了從DLL1中引入的函數(shù)，還包括自己要輸出的函數(shù)。這個(gè)時(shí)候就需要同時(shí)使用__declspec(dllexport)和__declspec(dllimport)了。前者用來修飾本dll中的輸出函數(shù)，后者用來修飾從其它dll中引入的函數(shù)。

所有的源代碼包括DLL1.H，DLL1.CPP，DLL2.H，DLL2.CPP，Client.cpp。源代碼可以在下載的包中找到。你可以編譯鏈接并運(yùn)行試試。

值得關(guān)注的是DLL1和DLL2中都使用的一個(gè)編碼方法，見DLL2.H

在頭文件中以這種方式定義宏DLL_DLL2_EXPORTS和DLL_DLL2_API，可以確保DLL端的函數(shù)用__declspec(dllexport)修飾，而客戶端的函數(shù)用__declspec(dllimport)修飾。當(dāng)然，記得在編譯dll時(shí)加上參數(shù)/D “DLL_DLL2_EXPORTS”，或者干脆就在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(shí)證明，我是抄襲它的，hoho！

DLL中的全局變量和對(duì)象

解決了重載函數(shù)的問題，那么dll中的全局變量和對(duì)象都不是問題了，只是有一點(diǎn)語法需要注意。如源代碼所示：dll_object.h

Cpp文件dll_object.cpp如下：

編譯鏈接完后Dumpbin一下，可以看到輸出了5個(gè)符號(hào)：

它們分別代表類CDll_Object，類的構(gòu)造函數(shù)，FuncInDll函數(shù)，全局變量g_nDll和類的成員函數(shù)show。下面是客戶端代碼：dll_object_client.cpp

運(yùn)行這個(gè)客戶端可以看到：

可知，在客戶端成功的訪問了dll中的全局變量，并創(chuàng)建了dll中定義的C++對(duì)象，還調(diào)用了該對(duì)象的成員函數(shù)。

中間的小結(jié)

牢記一點(diǎn)，說到底，DLL是對(duì)應(yīng)C語言的動(dòng)態(tài)鏈接技術(shù)，在輸出C函數(shù)和變量時(shí)顯得方便快捷；而在輸出C++類、函數(shù)時(shí)需要通過各種手段，而且也并沒有完美的解決方案，除非客戶端也是c++。

記住，只有COM是對(duì)應(yīng)C++語言的技術(shù)。

下面開始對(duì)各各問題一一小結(jié)。

顯式調(diào)用和隱式調(diào)用

何時(shí)使用顯式調(diào)用？何時(shí)使用隱式調(diào)用？我認(rèn)為，只有一個(gè)時(shí)候使用顯式調(diào)用是合理的，就是當(dāng)客戶端不是C/C++的時(shí)候。這時(shí)是無法隱式調(diào)用的。例如用VB調(diào)用C++寫的dll。（VB我不會(huì)，所以沒有例子）

Def和__declspec(dllexport)

其實(shí)def的功能相當(dāng)于extern “C” __declspec(dllexport)，所以它也僅能處理C函數(shù)，而不能處理重載函數(shù)。而__declspec(dllexport)和__declspec(dllimport)配合使用能夠適應(yīng)任何情況，因此__declspec(dllexport)是更為先進(jìn)的方法。所以，目前普遍的看法是不使用def文件，我也同意這個(gè)看法。

從其它語言調(diào)用DLL

從其它編程語言中調(diào)用DLL，有兩個(gè)最大的問題，第一個(gè)就是函數(shù)符號(hào)的問題，前面已經(jīng)多次提過了。這里有個(gè)兩難選擇，若使用extern “C”，則函數(shù)名稱保持不變，調(diào)用較方便，但是不支持函數(shù)重載等一系列c++功能；若不使用extern “C”，則調(diào)用前要查看編譯后的符號(hào)，非常不方便。

第二個(gè)問題就是函數(shù)調(diào)用壓棧順序的問題，即__cdecl和__stdcall的問題。__cdecl是常規(guī)的C/C++調(diào)用約定，這種調(diào)用約定下，函數(shù)調(diào)用后棧的清理工作是由調(diào)用者完成的。__stdcall是標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)用約定，即這些函數(shù)將在返回到調(diào)用者之前將參數(shù)從棧中刪除。

這兩個(gè)問題DLL都不能很好的解決，只能說湊合著用。但是在COM中，都得到了完美的解決。所以，要在Windows平臺(tái)實(shí)現(xiàn)語言無關(guān)性，還是只有使用COM中間件。

總而言之，除非客戶端也使用C++，否則dll是不便于支持函數(shù)重載、類等c++特性的。DLL對(duì)c函數(shù)的支持很好，我想這也是為什么windows的函數(shù)庫使用C加dll實(shí)現(xiàn)的理由之一。

在VC中編寫DLL

在VC中創(chuàng)建、編譯、鏈接dll是非常方便的，點(diǎn)擊fileàNewàProjectàWin32 Dynamic-Link Library，輸入dll名稱dll_InVC然后點(diǎn)擊確定。然后選擇A DLL that export some symbols，點(diǎn)擊Finish。即可得到一個(gè)完整的DLL。

仔細(xì)觀察其源代碼，是不是有很多地方似曾相識(shí)啊，哈哈！

最后

貼上女兒近照一張，小家伙長得太快了!