动态链接库DLL编程深入浅出2.docx
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动态链接库DLL编程深入浅出2
上节给大家介绍了静态链接库与库的调试与查看（动态链接库（DLL）编程深入浅出
（一）），本节主要介绍非MFCDLL。
4.非MFCDLL
4.1一个简单的DLL
第2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6，在VC++中new一个Win32Dynamic-LinkLibrary工程dllTest（单击此处下载本工程附件）。
注意不要选择MFCAppWizard（dll），因为用MFCAppWizard（dll）建立的将是第5、6节要讲述的MFC动态链接库。
图6建立一个非MFCDLL
在建立的工程中添加lib.h及lib.cpp文件，源代码如下：
/*文件名：
lib.h */
#ifndefLIB_H
#defineLIB_H
extern"C"int_declspec（dllexport）add（intx,inty）;
#endif
/*文件名：
lib.cpp */
#include"lib.h"
intadd（intx,inty）
{
returnx+y;
}
与第2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：
#include
#include
typedefint（*lpAddFun）（int,int）;//宏定义函数指针类型
intmain（intargc,char*argv[]）
{
HINSTANCEhDll;//DLL句柄
lpAddFunaddFun;//函数指针
hDll=LoadLibrary（"..\\Debug\\dllTest.dll"）;
if（hDll!
=NULL）
{
addFun=（lpAddFun）GetProcAddress（hDll,"add"）;
if（addFun!
=NULL）
{
intresult=addFun（2,3）;
printf（"%d",result）;
}
FreeLibrary（hDll）;
}
return0;
}
分析上述代码，dllTest工程中的lib.cpp文件与第2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的调用和对第2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typedefint（*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DLLHINSTANCE句柄实例hDll，通过Win32Api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Win32Api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Win32Api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。
4.2声明导出函数
DLL中导出函数的声明有两种方式：
一种为4.1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）：
;lib.def:
导出DLL函数
LIBRARYdllTest
EXPORTS
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。
4.3DLL的调用方式
在4.1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（单击此处下载本工程附件），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：
#pragmacomment（lib,"dllTest.lib"）
//.lib文件中仅仅是关于其对应DLL文件中函数的重定位信息
extern"C"_declspec（dllimport）add（intx,inty）;
intmain（intargc,char*argv[]）
{
intresult=add（2,3）;
printf（"%d",result）;
return0;
}
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，#pragmacomment（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（intx,inty）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。
4.4DllMain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（单击此处下载本工程附件）。
BOOLAPIENTRYDllMain（HANDLEhModule,
DWORDul_reason_for_call,
LPVOIDlpReserved
）
{
switch（ul_reason_for_call）
{
caseDLL_PROCESS_ATTACH:
printf（"\nprocessattachofdll"）;
break;
caseDLL_THREAD_ATTACH:
printf（"\nthreadattachofdll"）;
break;
caseDLL_THREAD_DETACH:
printf（"\nthreaddetachofdll"）;
break;
caseDLL_PROCESS_DETACH:
printf（"\nprocessdetachofdll"）;
break;
}
returnTRUE;
}
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BOOLAPIENTRYDllMain（HANDLEhModule,WORDul_reason_for_call,LPVOIDlpReserved）。
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：
hDll=LoadLibrary（"..\\Debug\\dllTest.dll"）;
if（hDll!
=NULL）
{
addFun=（lpAddFun）GetProcAddress（hDll,MAKEINTRESOURCE
（1））;
//MAKEINTRESOURCE直接使用导出文件中的序号
if（addFun!
=NULL）
{
intresult=addFun（2,3）;
printf（"\ncalladdindll:
%d",result）;
}
FreeLibrary（hDll）;
}
我们看到输出顺序为：
processattachofdll
calladdindll:
5
processdetachofdll
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）：
#defineMAKEINTRESOURCEA（i）（LPSTR）（（DWORD）（（WORD）（i）））
#defineMAKEINTRESOURCEW（i）（LPWSTR）（（DWORD）（（WORD）（i）））
#ifdefUNICODE
#defineMAKEINTRESOURCEMAKEINTRESOURCEW
#else
#defineMAKEINTRESOURCEMAKEINTRESOURCEA
4.5__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_functionname@number；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）：
#defineCALLBACK_stdcall//这就是传说中的回调函数
#defineWINAPI_stdcall//这就是传说中的WINAPI
#defineWINAPIV_cdecl
#defineAPIENTRYWINAPI//DllMain的入口就在这里
#defineAPIPRIVATE_stdcall
#definePASCAL_stdcall
在lib.h中，应这样声明add函数：
int_stdcalladd（intx,inty）;
在应用工程中函数指针类型应定义为：
typedefint（_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typedefint（*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7所示的对话框。
图7调用约定不匹配时的运行错误
图7中的那段话实际上已经给出了错误的原因，即“Thisisusuallyaresultof …”。
单击此处下载__stdcall调用例子工程源代码附件。
4.6DLL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（单击此处下载本工程附件）。
/*文件名：
lib.h */
#ifndefLIB_H
#defineLIB_H
externintdllGlobalVar;
#endif
/*文件名：
lib.cpp*/
#include"lib.h"
#include
intdllGlobalVar;
BOOLAPIENTRYDllMain（HANDLEhModule,DWORDul_reason_for_call,LPVOIDlpReserved）
{
switch（ul_reason_for_call）
{
caseDLL_PROCESS_ATTACH:
dllGlobalVar=100;//在dll被加载时，赋全局变量为100
break;
caseDLL_THREAD_ATTACH:
caseDLL_THREAD_DETACH:
caseDLL_PROCESS_DETACH:
break;
}
returnTRUE;
}
;文件名：
lib.def
;在DLL中导出变量
LIBRARY"dllTest"
EXPORTS
dllGlobalVarCONSTANT
;或dllGlobalVarDATA
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：
#include
#pragmacomment（lib,"dllTest.lib"）
externintdllGlobalVar;
intmain（intargc,char*argv[]）
{
printf（"%d",*（int*）dllGlobalVar）;
*（int*）dllGlobalVar=1;
printf（"%d",*（int*）dllGlobalVar）;
return0;
}
特别要注意的是用externintdllGlobalVar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：
#include
#pragmacomment（lib,"dllTest.lib"）
externint_declspec（dllimport）dllGlobalVar;//用_declspec（dllimport）导入
intmain（intargc,char*argv[]）
{
printf（"%d",dllGlobalVar）;
dllGlobalVar=1;//这里就可以直接使用,无须进行强制指针转换
printf（"%d",dllGlobalVar）;
return0;
}
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。
4.7DLL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（单击此处下载本工程附件）。
//文件名：
point.h，point类的声明
#ifndefPOINT_H
#definePOINT_H
#ifdefDLL_FILE
class_declspec（dllexport）point//导出类point
#else
class_declspec（dllimport）point//导入类point
#endif
{
public:
floaty;
floatx;
point（）;
point（floatx_coordinate,floaty_coordinate）;
};
#endif
//文件名：
point.cpp，point类的实现
#ifndefDLL_FILE
#defineDLL_FILE
#endif
#include"point.h"
//类point的缺省构造函数
point:
:
point（）
{
x=0.0;
y=0.0;
}
//类point的构造函数
point:
:
point（floatx_coordinate,floaty_coordinate）
{
x=x_coordinate;
y=y_coordinate;
}
//文件名：
circle.h，circle类的声明
#ifndefCIRCLE_H
#defineCIRCLE_H
#include"point.h"
#ifdefDLL_FILE
class_declspec（dllexport）circle//导出类circle
#else
class_declspec（dllimport）circle//导入类circle
#endif
{
public:
voidSetCentre（constpoint¢rePoint）;
voidSetRadius（floatr）;
floatGetGirth（）;
floatGetArea（）;
circle（）;
private:
floatradius;
pointcentre;
};
#endif
//文件名：
circle.cpp，circle类的实现
#ifndefDLL_FILE
#defineDLL_FILE
#endif
#include"circle.h"
#definePI3.1415926
//circle类的构造函数
circle:
:
circle（）
{
centre=point（0,0）;
radius=0;
}
//得到圆的面积
floatcircle:
:
GetArea（）
{
returnPI*radius*radius;
}
//得到圆的周长
floatcircle:
:
GetGirth（）
{
return2*PI*radius;
}
//设置圆心坐标
voidcircle:
:
SetCentre（constpoint¢rePoint）
{
centre=centrePoint;
}
//设置圆的半径
voidcircle:
:
SetRadius（floatr）
{
radius=r;
}
类的引用：
#include"..\circle.h" //包含类声明头文件
#pragmacomment（lib,"dllTest.lib"）;
intmain（intargc,char*ar
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