在Visual Studio中使用C++创建和使用DLL

2021/11/28 9:10:50

本文主要是介绍在Visual Studio中使用C++创建和使用DLL,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

什么是DLL(动态链接库)?

 

   DLL是一个包含可由多个程序同时使用的代码和数据的库。例如:在Windows操作系统中,Comdlg32 DLL执行与对话框有关的常见函数。因此,每个程序都可以使用该DLL中包含的功能来实现“打开”对话框。这有助于促进代码重用和内存的有效使用。这篇文章的目的就是让你一次性就能了解和掌握DLL。

为什么要使用DLL(动态链接库)?

 

   代码复用是提高软件开发效率的重要途径。一般而言,只要某部分代码具有通用性,就可以将它构造成相对独立的功能模块并在之后的项目中重复使用。比较常见的例子是各种应用程序框架,它们都以源代码的形式发布。由于这种复用是源代码级别的,源代码完全暴露给了程序员,因而称之为“白盒复用”。白盒复用有以下三个缺点:

  1. 暴露源代码,多份拷贝,造成存储浪费;
  2. 容易与程序员的本地代码发生命名冲突;
  3. 更新模块功能比较困难,不利于问题的模块化实现;

    为了弥补这些不足,就提出了“二进制级别”的代码复用了。使用二进制级别的代码复用一定程度上隐藏了源代码,对于“黑盒复用”的途径不只DLL一种,静态链接库,甚至更高级的COM组件都是。

使用DLL主要有以下优点:

  1. 使用较少的资源;当多个程序使用同一函数库时,DLL可以减少在磁盘和物理内存中加载的代码的重复量。这不仅可以大大影响在前台运行的程序,而且可以大大影响其它在Windows操作系统上运行的程序;
  2. 推广模块式体系结构;
  3. 简化部署与安装。

创建DLL   

    打开Visual Studio 2012,创建如下图的工程:


输入工程名字,单击[OK];

单击[Finish],工程创建完毕了。现在,我们就可以在工程中加入我们的代码了。加入MyCode.h和MyCode.cpp两个文件;在MyCode.h中输入以下代码:

 

[cpp]  view plain  copy         
  1. #ifndef _MYCODE_H_  
  2. #define _MYCODE_H_  
  3. #ifdef DLLDEMO1_EXPORTS  
  4. #define EXPORTS_DEMO _declspec( dllexport )  
  5. #else  
  6. #define EXPORTS_DEMO _declspec(dllimport)  
  7. #endif  
  8. extern "C" EXPORTS_DEMO int Add (int a , int b);  
  9. #endif  

 

在MyCode.cpp中输入以下代码:

 

[cpp]  view plain  copy      在CODE上查看代码片 派生到我的代码片  
  1. #include "stdafx.h"  
  2. #include "MyCode.h"  
  3. int Add ( int a , int b )  
  4. {  
  5.        return ( a + b );  
  6. }  
编译工程,就会生成DLLDemo1.dll文件。在代码中,很多细节的地方,我稍后进行详细的讲解。

 

 

使用DLL

   当我们的程序需要使用DLL时,就需要去加载DLL,在程序中加载DLL有两种方法,分别为加载时动态链接和运行时动态链接。

  1. 在加载时动态链接中,应用程序像调用本地函数一样对导出的DLL函数进行显示调用。要使用加载时动态链接,需要在编译和链接应用程序时提供头文件和导入库文件(.lib)。当这样做的时候,链接器将向系统提供加载DLL所需的信息,并在加载时解析导出的DLL函数的位置;
  2. 在运行时动态链接中,应用程序调用LoadLibrary函数或LoadLibraryEx函数以在运行时加载DLL。成功加载DLL后,可以使用GetProcAddress函数获得要调用的导出的DLL函数的地址。在使用运行时动态链接时,不需要使用导入库文件。

在实际编程时有两种使用DLL的方法,那么到底应该使用那一种呢?在实际开发时,是基于以下几点进行考虑的:

  1. 启动性能如果应用程序的初始启动性能很重要,则应使用运行时动态链接;
  2. 易用性在加载时动态链接中,导出的DLL函数类似于本地函数,我们可以方便地进行这些函数的调用;
  3. 应用程序逻辑在运行时动态链接中,应用程序可以分支,以便按照需要加载不同的模块。

下面,我将分别使用两种方法调用DLL动态链接库。

加载时动态链接:

[cpp]  view plain  copy      在CODE上查看代码片 派生到我的代码片  
  1. #include <windows.h>  
  2. #include <iostream>  
  3. //#include "..\\DLLDemo1\\MyCode.h"  
  4. using namespace std;  
  5. #pragma comment(lib, "..\\debug\\DLLDemo1.lib")  
  6. extern "C" _declspec(dllimport) int Add(int a, int b);  
  7. int main(int argc, char *argv[])  
  8. {  
  9.       cout<<Add(2, 3)<<endl;  
  10.       return 0;  
  11. }  
运行时动态链接:

 

[cpp]  view plain  copy      在CODE上查看代码片 派生到我的代码片  
  1. #include <windows.h>  
  2. #include <iostream>  
  3. using namespace std;  
  4. typedef int (*AddFunc)(int a, int b);  
  5. int main(int argc, char *argv[])  
  6. {  
  7.       HMODULE hDll = LoadLibrary("DLLDemo1.dll");  
  8.       if (hDll != NULL)  
  9.       {  
  10.             AddFunc add = (AddFunc)GetProcAddress(hDll, "Add");  
  11.             if (add != NULL)  
  12.             {  
  13.                   cout<<add(2, 3)<<endl;  
  14.             }  
  15.             FreeLibrary(hDll);  
  16.       }  
  17. }  

上述代码都在DLLDemo1工程中。(工程下载)。

DllMain函数

   Windows在加载DLL时,需要一个入口函数,就像控制台程序需要main函数一样。有的时候,DLL并没有提供DllMain函数,应用程序也能成功引用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默认DllMain函数版本,并不意味着DLL可以抛弃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,这就说明不能在客户端直接调用DllMain函数,DllMain函数是自动被调用的。

   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。参数ul_reason_for_call指明了调用DllMain的原因,有以下四种情况:

  DLL_PROCESS_ATTACH:当一个DLL被首次载入进程地址空间时,系统会调用该DLL的DllMain函数,传递的ul_reason_for_call参数值为DLL_PROCESS_ATTACH。这种情况只有首次映射DLL时才发生;

  DLL_THREAD_ATTACH:该通知告诉所有的DLL执行线程的初始化。当进程创建一个新的线程时,系统会查看进程地址空间中所有的DLL文件映射,之后用DLL_THREAD_ATTACH来调用DLL中的DllMain函数。要注意的是,系统不会为进程的主线程使用值DLL_THREAD_ATTACH来调用DLL中的DllMain函数;

   DLL_PROCESS_DETACH:当DLL从进程的地址空间解除映射时,参数ul_reason_for_call参数值为DLL_PROCESS_DETACH。当DLL处理DLL_PROCESS_DETACH时,DLL应该处理与进程相关的清理操作。如果进程的终结是因为系统中有某个线程调用了TerminateProcess来终结的,那么系统就不会用DLL_PROCESS_DETACH来调用DLL中的DllMain函数来执行进程的清理工作。这样就会造成数据丢失;

   DLL_THREAD_DETACH:该通知告诉所有的DLL执行线程的清理工作。注意的是如果线程的终结是使用TerminateThread来完成的,那么系统将不会使用值DLL_THREAD_DETACH来执行线程的清理工作,这也就是说可能会造成数据丢失,所以不要使用TerminateThread来终结线程。以上所有讲解在工程DLLMainDemo(工程下载)都有体现。

函数导出方式

  在DLL的创建过程中,我使用的是_declspec( dllexport )方式导出函数的,其实还有另一种导出函数的方式,那就是使用导出文件(.def)。你可以在DLL工程中,添加一个Module-Definition File(.def)文件。.def文件为链接器提供了有关被链接器程序的导出、属性及其它方面的信息。

对于上面的例子,.def可以是这样的:

[cpp]  view plain  copy         
  1. LIBRARY     "DLLDemo2"  
  2. EXPORTS  
  3. Add @ 1 ;Export the Add function  

 

Module-Definition File(.def)文件的格式如下:

  1. LIBRARY语句说明.def文件对应的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,这个序号有一定的作用)。

使用def文件,生成了DLL,客户端调用代码如下:

[cpp]  view plain  copy      在CODE上查看代码片 派生到我的代码片  
  1. #include <windows.h>  
  2. #include <iostream>  
  3. using namespace std;  
  4. typedef int (*AddFunc)(int a, int b);  
  5. int main(int argc, char *argv[])  
  6. {  
  7.       HMODULE hDll = LoadLibrary("DLLDemo2.dll");  
  8.       if (hDll != NULL)  
  9.       {  
  10.             AddFunc add = (AddFunc)GetProcAddress(hDll, MAKEINTRESOURCE(1));  
  11.             if (add != NULL)  
  12.             {  
  13.                   cout<<add(2, 3)<<endl;  
  14.             }  
  15.             FreeLibrary(hDll);  
  16.       }  
  17. }  
可以看到,在调用GetProcAddress函数时,传入的第二个参数是MAKEINTRESOURCE(1),这里面的1就是def文件中对应函数的序号。(工程下载)

extern “C”

为什么要使用extern “C”呢?C++之父在设计C++时,考虑到当时已经存在了大量的C代码,为了支持原来的C代码和已经写好的C库,需要在C++中尽可能的支持C,而extern “C”就是其中的一个策略。在声明函数时,注意到我也使用了extern “C”,这里要详细的说说extern “C”。

extern “C”包含两层含义,首先是它修饰的目标是”extern”的;其次,被它修饰的目标才是”C”的。先来说说extern;在C/C++中,extern用来表明函数和变量作用范围(可见性)的关键字,这个关键字告诉编译器,它申明的函数和变量可以在本模块或其它模块中使用。extern的作用总结起来就是以下几点:

  1. 在一个文件内,如果外部变量不在文件的开头定义,其有效范围只限定在从定义开始到文件的结束处。如果在定义前需要引用该变量,则要在引用之前用关键字”extern”对该变量做”外部变量声明”,表示该变量是一个已经定义的外部变量。有了这个声明,就可以从声明处起合理地使用该变量了,例如:
[cpp]  view plain  copy      在CODE上查看代码片 派生到我的代码片  
  1. /* 
  2. ** FileName     : Extern Demo 
  3. ** Author       : Jelly Young 
  4. ** Date         : 2013/11/18 
  5. ** Description  : More information, please go to http://www.jellythink.com 
  6. */  
  7. #include <iostream>  
  8. using namespace std;  
  9. int main(int argc, char *argv[])  
  10. {  
  11.       extern int a;  
  12.       cout<<a<<endl;  
  13. }  
  14. int a = 100;  
  1. 在多文件的程序中,如果多个文件都要使用同一个外部变量,不能在各个文件中各定义一个外部变量,否则会出现“重复定义”的错误。正确的做法是在任意一个文件中定义外部变量,其它文件用extern对变量做“外部变量声明”。在编译和链接时,系统会知道该变量是一个已经在别处定义的外部变量,并把另一文件中外部变量的作用域扩展到本文件,这样在本文件就可以合法地使用该外部变量了。写过MFC程序的人都知道,在在CXXXApp类的头文件中,就使用extern声明了一个该类的变量,而该变量的实际定义是在CXXXApp类的实现文件中完成的;
  2. 外部函数,在定义函数时,如果在最左端加关键字extern,表示此函数是外部函数。C语言规定,如果在定义时省略extern,则隐含为外部函数。而内部函数必须在前面加static关键字。在需要调用此函数的文件中,用extern对函数作声明,表明该函数是在其它文件中定义的外部函数。

   接着说”C”的含义。我们都知道C++通过函数参数的不同类型支持重载机制,编译器根据参数为每个重载函数产生不同的内部标识符;但是,如果遇到了C++程序要调用已经被编译后的C函数,那该怎么办呢?比如上面的int Add ( int a , int b )函数。该函数被C编译器后在库中的名字为_Add,而C++编译器则会生成像_Add_int_int之类的名字用来支持函数重载和类型安全。由于编译后的名字不同,C++程序不能直接调用C函数,所以C++提供了一个C连接交换指定符号extern “C”来解决这个问题;所以,在上面的DLL中,Add函数的声明格式为:extern “C” EXPORTS_DEMO int Add (int a , int b)。这样就告诉了C++编译器,函数Add是个C连接的函数,应该到库中找名字_Add,而不是找_Add_int_int。当我们将上面DLL中的”C”去掉,编译生成新的DLL,使用Dependency Walker工具查看该DLL,如图:


请注意导出方式为C++,而且导出的Add函数的名字添加了很多的东西,当使用这种方式导出时,客户端调用时,代码就是下面这样:



[cpp]  view plain  copy 
 
  在CODE上查看代码片 派生到我的代码片
 


  1. #include <windows.h>  
  2. #include <iostream>  
  3. using namespace std;  
  4. typedef int (*AddFunc)(int a, int b);  
  5. int main(int argc, char *argv[])  
  6. {  
  7.      HMODULE hDll = LoadLibrary("DLLDemo1.dll");  
  8.      if (hDll != NULL)  
  9.      {  
  10.           AddFunc add = (AddFunc)GetProcAddress(hDll, "?Add@@YAHHH@Z");  
  11.           if (add != NULL)  
  12.           {  
  13.                cout<<add(2, 3)<<endl;  
  14.           }  
  15.           FreeLibrary(hDll);  
  16.      }  
  17. }  

请注意GetProcAddress函数的第二个参数,该参数名就是导出的函数名,在编码时,写这样一个名字是不是很奇怪啊。当我们使用extern “C”方式导出时,截图如下:

 

注意导出方式为C,而且函数名现在就是普通的Add了。我们再使用GetProcAddress时,就可以直接指定Add了,而不用再加那一长串奇怪的名字了。

 

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。

 

 

DLL导出类

 

DLL中定义的类,也可以被导出。详细工程代码,请参见(工程下载)

总结

对DLL的讲解就到此结束,由于MFC在现在的环境下使用较少,此处不予讲解,如果以后做项目遇到了MFC的DLL相关知识,我再做总结。最后,希望大家给我的博客提出一些中肯的建议。

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参考上面的内容,自己在VS2010开发环境上测试了一遍,测试步骤如下:

1.将所需要的函数封装成DLL.

   首先创建DLL工程项目,命名为DllDemo,如下图:       然后创建头文件(MyCode.h)和.cpp文件(MyCode.cpp),并分别添加代码: MyCode.h头文件: [cpp]  view plain  copy         
  1. #ifndef _MYCODE_H_  
  2. #define _MYCODE_H_  
  3. #ifdef DLLDEMO1_EXPORTS  
  4. #define EXPORTS_DEMO _declspec( dllexport )  
  5. #else  
  6. #define EXPORTS_DEMO _declspec(dllimport)  
  7. #endif  
  8. extern "C" EXPORTS_DEMO int Add (int a , int b);  
  9. #endif  
MyCode.cpp文件: [cpp]  view plain  copy         
  1. #include "MyCode.h"  
  2. int Add ( int a , int b )  
  3. {  
  4.        return ( a + b );  
  5. }  
编译工程,就会在Debug文件下生成DllDemo.dll文件。

2.加载时动态链接方式调用DLL.

     首先创建控制台应用程序,命名为DllTest,如下图所示: ``  然后添加代码: [cpp]  view plain  copy         
  1. // DllTest.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。  
  2. #include "stdafx.h"  
  3. #include <iostream>  
  4. //#include "..\\DLLDemo1\\MyCode.h"  
  5. using namespace std;  
  6. #pragma comment(lib, "..\\debug\\DllDemo.lib")         //***********************************************************************问题1  
  7. extern "C" _declspec(dllimport) int Add(int a, int b);  
  8. int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])  
  9. {  
  10.       cout<<Add(2, 3)<<endl;  
  11.       while(1);//程序运行到这,方便看运行结果  
  12.           return 0;  
  13. }  
运行结果如下图: 注意:导入库文件的目录必须在本工程的目录下,也就是说要把生成的dll和lib文件都要拷贝到该工程的目录下,因为不再该目录下,尽管修改了路径,仍然提示找不到DllDemo.dll,不知道为什么?

3.运行时动态链接方式调用DLL.

  和第二步一样,创建控制台应用程序,命名为DllTest1,添加代码如下: [cpp]  view plain  copy         
  1. // DllTest1.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。  
  2. //  
  3. #include "stdafx.h"  
  4. #include <iostream>  
  5. #include <windows.h>  
  6. using namespace std;  
  7. typedef int (*AddFunc)(int a, int b);  
  8.   
  9. int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])  
  10. {  
  11.   
  12.      HMODULE hDll = LoadLibrary(_T("DllDemo.dll"));  
  13.       if (hDll != NULL)  
  14.       {  
  15.             AddFunc add = (AddFunc)GetProcAddress(hDll, "Add");  
  16.             if (add != NULL)  
  17.             {  
  18.                   cout<<add(2, 3)<<endl;  
  19.             }  
  20.             FreeLibrary(hDll);  
  21.       }  
  22.       while(1);  
  23. }  


运行结果如下图:

 

4.以.def文件(模块定义文件)方式导出函数(非_declspec(dllexport)方式导出函数):

 首先创建DLL工程项目,命名为DllDemo,如下图:    然后创建头文件(MyCode.h)和.cpp文件(MyCode.cpp),并分别添加代码: MyCode.h头文件: [cpp]  view plain  copy         
  1. #ifndef _MYCODE_H_  
  2. #define _MYCODE_H_  
  3. extern "C" int Add (int a , int b);      
  4. #endif  
MyCode.cpp文件: [cpp]  view plain  copy         
  1. #include "MyCode.h"  
  2. int Add ( int a , int b )  
  3. {  
  4.        return ( a + b );  
  5. }  
然后添加模块定义文件(.def文件):

添加代码: [cpp]  view plain  copy         
  1. LIBRARY  "DllDemo"   //这里的字符串名和工程名要一致  
  2. EXPORTS  
  3. Add @1;Export the Add function  
编译工程,即刻生成DllDemo.dll文件。 使用def文件,生成了DLL,客户端调用代码如下: [cpp]  view plain  copy         
  1. // DllTest2.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。  
  2. //  
  3. #include "stdafx.h"  
  4. #include <windows.h>  
  5. #include <iostream>  
  6. using namespace std;  
  7. typedef int (*AddFunc)(int a, int b);  
  8. int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])  
  9. {  
  10.       HMODULE hDll = LoadLibrary("DllDemo.dll");  
  11.       if (hDll != NULL)  
  12.       {  
  13.             AddFunc add = (AddFunc)GetProcAddress(hDll, MAKEINTRESOURCE(1));  
  14.             if (add != NULL)  
  15.             {  
  16.                   cout<<add(2, 3)<<endl;  
  17.             }  
  18.             FreeLibrary(hDll);  
  19.       }  
  20.       while(1);  
  21. }  
工程代码下载: 1. 生成动态链接库(_declspec(dllexport)方式导出函数) 2.生成动态链接库(以.def文件(模块定义文件)方式导出函数) 3.以加载时动态链接方式调用DLL 4.以运行时动态链接方式调用DLL 5.以模块定义方式(.def文件)建立的动态链接库的调用

遇到的问题:

1.库导入的时候目录的问题。对应文中的问题1,后面有解释。 2.字符集的问题(是Unicode字符集还是多字节集),两种方案,一种修改字符集为多字节集,二是将字符串前面加  _T(""),文中问题2 3.不知道怎么通过模块定义文件方式生成DLL,通过看参考博客的代码找到了答案,主要修改头文件,和添加模块定义文件。 4.模块定义文件中的库文件名应和工程名一致。

这篇关于在Visual Studio中使用C++创建和使用DLL的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对大家有所帮助,也希望大家多多支持为之网!


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