DLL編寫教程

半年不能上網，最近網絡終于通了，終于可以更新博客了，寫點什么呢？決定最近寫一個編程技術系列，其內容是一些通用的編程技術。例如DLL，COM，Socket，多線程等等。這些技術的特點就是使用廣泛，但是誤解很多；網上教程很多，但是幾乎沒有什么優質良品。我以近幾個月來的編程經驗發現，很有必要好好的總結一下這些編程技術了。一來對自己是總結提高，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，常常上網搜索資料的弟兄自然知道。

本文對通用的DLL技術做了一個總結，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的優點

簡單的說，dll有以下幾個優點：

1)      節省內存。同一個軟件模塊，若是以源代碼的形式重用，則會被編譯到不同的可執行程序中，同時運行這些exe時這些模塊的二進制碼會被重復加載到內存中。如果使用dll，則只在內存中加載一次，所有使用該dll的進程會共享此塊內存（當然，像dll中的全局變量這種東西是會被每個進程復制一份的）。

2)      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，系統升級只需要更換此dll即可，不需要重新編譯整個系統。事實上，很多軟件都是以這種方式升級的。例如我們經常玩的星際、魔獸等游戲也是這樣進行版本升級的。

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中調用。這一點上DLL還做得很不夠，因此在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之前，你需要一個c/c++編譯器和鏈接器，并關閉你的IDE。是的，把你的VC和C++ BUILDER之類的東東都關掉，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的時候選擇注冊環境變量，那么就立刻將它們的路徑加入path吧）如果你還是因為離開了IDE而害怕到哭泣的話，你可以關閉這個頁面并繼續去看《VC++技術內幕》之類無聊的書了。

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

其中DllMain是每個dll的入口函數，如同c的main函數一樣。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程序的自然懂），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。當然還有表示加載到線程中和從線程中卸載的狀態，這里省略。最后一個參數是一個保留參數（目前和dll的一些狀態相關，但是很少使用）。

從上面的程序可以看出，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需要以下兩條命令：

這條命令會將cpp編譯為obj文件，若不使用/c參數則cl還會試圖繼續將obj鏈接為exe，但是這里是一個dll，沒有main函數，因此會報錯。不要緊，繼續使用鏈接命令。

這條命令會生成dll_nolib.dll。

注意，因為編譯命令比較簡單，所以本文不討論nmake，有興趣的可以使用nmake，或者寫個bat批處理來編譯鏈接dll。

加載DLL（顯式調用）

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

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。 使用如下命令編譯鏈接客戶端：

并執行dll_nolib_client.exe，得到如下結果：

以上結果表明dll已經被客戶端加載過。但是這樣僅僅能夠將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命令可以查看一個dll中的輸出函數符號名，鍵入如下命令：

通過查看，發現dll_nolib.dll并沒有輸出任何函數。

如何在dll中定義輸出函數

總體來說有兩種方法，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，源代碼如下：dll_def.cpp

這個dll的def文件如下：dll_def.def

你會發現def的語法很簡單，首先是LIBRARY關鍵字，指定dll的名字；然后一個可選的關鍵字DESCRIPTION，后面寫上版權等信息（不寫也可以）；最后是EXPORTS關鍵字，后面寫上dll中所有要輸出的函數名或變量名，然后接上@以及依次編號的數字（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：

再調用dumpbin查看生成的dll_def.dll：

得到如下結果：

觀察這一行

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

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，這里的函數名稱指的是編譯后的函數名，不一定等于dll源代碼中的函數名）。

編譯鏈接這個客戶端程序，并執行會得到：

這表明客戶端成功調用了dll中的函數FuncInDll。

__declspec(dllexport)

為每個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，并在每個要輸出的函數前面加上聲明__declspec(dllexport)，例如：

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

然后使用dumpbin命令查看，得到：

可知編譯后的函數名為?FuncInDll@@YAXXZ，而并不是FuncInDll，這是因為c++編譯器基于函數重載的考慮，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后的函數名，這顯然給客戶帶來麻煩。為了避免這種現象，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。修改后的函數聲明為：

dumpbin命令結果：

這樣，顯式調用時只需查找函數名為FuncInDll的函數即可成功。

extern “C”

使用extern “C”關鍵字實際上相當于一個編譯器的開關，它可以將c++語言的函數編譯為c語言的函數名稱。即保持編譯后的函數符號名等于源代碼中的函數名稱。

隱式調用DLL

顯式調用顯得非常復雜，每次都要LoadLibrary，并且每個函數都必須使用GetProcAddress來得到函數指針，這對于大量使用dll函數的客戶是一種困擾。而隱式調用能夠像使用c函數庫一樣使用dll中的函數，非常方便快捷。

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。

代碼如下：dll_withlibAndH.h

dll_withlibAndH.cpp

編譯鏈接命令：

在進行隱式調用的時候需要在客戶端引入頭文件，并在鏈接時指明dll對應的lib文件（dll只要有函數輸出，則鏈接的時候會產生一個與dll同名的lib文件）位置和名稱。然后如同調用api函數庫中的函數一樣調用dll中的函數，不需要顯式的LoadLibrary和GetProcAddress。使用最為方便?？蛻舳舜a如下：dll_withlibAndH_client.cpp

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

上面一種隱式調用的方法很不錯，但是在調用DLL中的對象和重載函數時會出現問題。因為使用extern “C”修飾了輸出函數，因此重載函數肯定是會出問題的，因為它們都將被編譯為同一個輸出符號串（c語言是不支持重載的）。

事實上不使用extern “C”是可行的，這時函數會被編譯為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。

這時要考慮一個情況：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。那么在DLL2中如何聲明所有的函數，其中包含了從DLL1中引入的函數，還包括自己要輸出的函數。這個時候就需要同時使用__declspec(dllexport)和__declspec(dllimport)了。前者用來修飾本dll中的輸出函數，后者用來修飾從其它dll中引入的函數。

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

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端的函數用__declspec(dllexport)修飾，而客戶端的函數用__declspec(dllimport)修飾。當然，記得在編譯dll時加上參數/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！事實證明，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，那么dll中的全局變量和對象都不是問題了，只是有一點語法需要注意。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個符號：

它們分別代表類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

運行這個客戶端可以看到：

可知，在客戶端成功的訪問了dll中的全局變量，并創建了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語言的動態鏈接技術，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

何時使用顯式調用？何時使用隱式調用？我認為，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。這時是無法隱式調用的。例如用VB調用C++寫的dll。（VB我不會，所以沒有例子）

Def和__declspec(dllexport)

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

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，前面已經多次提過了。這里有個兩難選擇，若使用extern “C”，則函數名稱保持不變，調用較方便，但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后的符號，非常不方便。

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，函數調用后棧的清理工作是由調用者完成的。__stdcall是標準的調用約定，即這些函數將在返回到調用者之前將參數從棧中刪除。

這兩個問題DLL都不能很好的解決，只能說湊合著用。但是在COM中，都得到了完美的解決。所以，要在Windows平臺實現語言無關性，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是不便于支持函數重載、類等c++特性的。DLL對c函數的支持很好，我想這也是為什么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中創建、編譯、鏈接dll是非常方便的，點擊fileàNewàProjectàWin32 Dynamic-Link Library，輸入dll名稱dll_InVC然后點擊確定。然后選擇A DLL that export some symbols，點擊Finish。即可得到一個完整的DLL。

仔細觀察其源代碼，是不是有很多地方似曾相識啊，哈哈！

最后

貼上女兒近照一張，小家伙長得太快了!