dll动态链接库概述及文件编写

朱雀 2022-01-28 00:43 271阅读 0赞

## 1.动态链接库（dll）概述 ##

没接触dll之前觉得它很神秘，就像是一个黑盒子，既不能直接运行，也不能接收消息。它们是一些独立的文件，其中包含能被可执行程序或其他dll调用来完成某项工作的函数，只有在其他模块调用dll中的函数时，dll才发挥作用。  
在实际编程中，我们可以把完成某项功能的函数放在一个动态链接库里，然后提供给其他程序调用。像Windows API中所有的函数都包含在dll中，如Kernel32.dll, User32.dll, GDI32.dll等。那么dll究竟有什么好处呢？

### 1.1 静态库和动态库 ###

*  静态库：函数和数据被编译进一个二进制文件（扩展名通常为.lib）,在使用静态库的情况下，在编译链接可执行文件时，链接器从静态库中复制这些函数和数据，并把它们和应用程序的其他模块组合起来创建最终的可执行文件（.exe）。当发布产品时，只需要发布这个可执行文件，并不需要发布被使用的静态库。
 *  动态库：在使用动态库时，往往提供两个文件：一个引入库（.lib，非必须）和一个.dll文件。这里的引入库和静态库文件虽然扩展名都是.lib，但是有着本质上的区别，对于一个动态链接库来说，其引入库文件包含该动态库导出的函数和变量的符号名，而.dll文件包含该动态库实际的函数和数据。

### 1.2 使用动态链接库的好处 ###

1.  可以使用多种编程语言编写：比如我们可以用VC++编写dll，然后在VB编写的程序中调用它。
2.  增强产品功能：可以通过开发新的dll取代产品原有的dll，达到增强产品性能的目的。比如我们看到很多产品踢动了界面插件功能，允许用户动态地更换程序的界面，这就可以通过更换界面dll来实现。
3.  提供二次开发的平台：用户可以单独利用dll调用其中实现的功能，来完成其他应用，实现二次开发。
4.  节省内存：如果多个应用程序使用同一个dll，该dll的页面只需要存入内存一次，所有的应用程序都可以共享它的页面，从而节省内存。

## 2. dll的创建 ##

dll的创建主要有两种方法：一是使用 \_\_declspec(dllexport) 创建dll，二是使用模块定义（.def）文件创建dll。

### 2.1 使用 \_\_declspec(dllexport) 创建dll ###

首先在VS中的Visual C++中创建一个Win32 Project,取名为Dll1。在Application Type中选择DLL，在Additional options中选择Empty project，即创建一个空的动态链接库工程。  
![这里写图片描述][20160629180116718]  
然后为工程添加一个C++源文件：Dll1.cpp，假设我要实现的是加法和减法运算，则代码如下：

1.  `__declspec(dllexport) int add(int a, int b){`
2.  `return a + b;`
3.  `}`
4.  
5.  `__declspec(dllexport) int subtract(int a, int b){`
6.  `return a - b;`
7.  `}`

*  1
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 *  7

为了让dll导出函数，需要在每一个需要被导出的函数前面加上标识符：\_\_declspec(dllexport)。  
利用Build命令生成Dll1动态链接库，这时在Dll1/Debug目录下就会生成.dll文件和.lib文件，这两个文件即为所需的动态链接库的文件。  
![这里写图片描述][20160629184102794]  
既然已经有了这个dll文件，是不是就可以在其他程序中访问该dll中的add和subtract函数了呢？必须注意的一点是：应用程序如果想要访问某个dll中的函数，那么这个函数必须是已经被导出的函数。  
为了查看一个dll中有哪些导出函数，Visual Studio提供了一个命令行工具：Dumpbin。

### 2.2 使用Dumpbin命令确认dll的导出函数 ###

首先在命令行中进入到VS的安装目录下，运行一个名为VCVARS32.bat的批处理程序（对于VS2013来说，该bat文件位于\\VC\\bin目录下），该文件的作用是用来创建VC++使用的环境信息。（注意，当在命令行界面执行VCVARS32.bat文件后，该文件设置的环境信息只在当前命令行窗口生效。）  
然后输入dumpbin命令，即可列出该命令的使用方法:  
![这里写图片描述][20160629185213839]  
那么想要查看一个dll提供的导出函数，在Dll1.dll文件所在目录下，在命令行中输入下述命令：

> dumpbin -exports Dll1.dll

![这里写图片描述][20160629185841008]

在上图中可以看到我们导出了两个函数，但是导出函数的名称长得很奇怪，add导出函数的名称是“？add@@YAHHH@Z”,subtract导出函数的名称是“？subtrct@@YAHHH@Z”。这是因为在编译链接时，C++会按照自己的规则篡改函数的名称，这一过程称为“名字改编”。这会导致不同的编译器、不同的语言下调用dll发生问题。因此我们希望动态链接库文件在编译时，导出函数的名称不要发生变化。  
为了实现这一目的，可以再定义导出函数时加上限定符：extern “C”,如

1.  `extern "C" __declspec(dllexport) int add(int a, int b){`
2.  `//...`
3.  `}`

*  1
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但是这种方式只能解决C++和C语言之间相互调用时函数命名的问题。为了彻底解决这个问题，可以通过模块定义(.def)文件实现。

### 2.3 使用模块定义（.def）文件创建dll ###

使用def文件创建dll的话就不再需要\_\_declspec(dllexport)，因此将代码写成最原始的样子：

1.  `int add(int a, int b){`
2.  `return a + b;`
3.  `}`
4.  
5.  `int subtract(int a, int b){`
6.  `return a - b;`
7.  `}`

*  1
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同时为工程创建一个后缀名为.def的文件，并添加进工程，编辑其内容为：

1.  `LIBRARY Dll1`
2.  
3.  `EXPORTS`
4.  `add`
5.  `subtract`

*  1
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其中LIBRARY语句用于指定动态链接库的名称，该名称与生成的动态链接库名称一定要匹配。EXPORTS语句用于表明dll将要导出的函数，以及为这些导出函数指定的符号名。  
将该模块定义文件链接到工程中，方法为工程属性页面>链接器>输入>模块定义文件中写入“Dll1.def”。  
![这里写图片描述][20160629191729250]  
然后重新Build Solution，并用dumpbin工具查看现在dll导出的函数，可以发现函数的名字改编问题得到了解决！  
![这里写图片描述][20160629192031065]

--------------------

以上就是创建dll的两种方法，个人比较提倡使用模块定义（.def）文件创建dll，代码简洁的同时还没有名字改编的问题。  
接下来我们来看看如何使用创建好的dll。

## 3. dll的使用 ##

dll的使用也有两种方法，一是隐式链接的方式加载dll，二是显示加载方式加载dll。

### 3.1 隐式链接方式加载dll ###

为了更好地展示dll的使用，我首先创建了一个基于MFC的对话框程序，然后为其添加两个按钮。  
![这里写图片描述][20160630090003183]  
将生成好的Dll1.dll和Dll1.lib复制到对话框程序所在的文件夹，然后在CXXXDlg.h中注册动态链接库的引入库文件。因为.lib文件包含了Dll1.dll中导出函数的符号名，相当于告诉对话框程序相关函数应该去dll中调用。

#pragma comment(lib,"Dll1.lib")

*  1

然后在CXXXDlg.cpp中声明外部函数：

1.  `_declspec(dllimport) int add(int a, int b);`
2.  `_declspec(dllimport) int subtract(int a, int b);`

*  1
 *  2

这样我们就可以使用这两个函数了。为两个按钮添加事件响应程序，并添加如下代码：

1.  `void CXXXDlg::OnBtnAdd()`
2.  `{`
3.  `// TODO: Add your control notification handler code here`
4.  `CString str;`
5.  `str.Format(_T("5 + 3 = %d"), add(5, 3));`
6.  `MessageBox(str);`
7.  `}`

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运行程序发现可以通过dll的导出函数来实现加法功能了。说明dll可以使用。  
![这里写图片描述][20160630091131094]

### 3.2 显示加载方式加载dll ###

另一种是通过LoadLiabrary函数显示加载dll。代码如下。需要注意的是这时候我们不再需要注册.lib文件，也不需要声明外部函数。只要在需要使用的地方调用dll文件即可。

1.  `void CXXXDlg::OnBtnSubtract()`
2.  `{`
3.  `// TODO: Add your control notification handler code here`
4.  `HINSTANCE hInst;`
5.  `hInst = LoadLibrary(L"Dll1.dll");`
6.  `typedef int(*SUBPROC)(int a, int b);`
7.  `SUBPROC Sub = (SUBPROC)GetProcAddress(hInst, "subtract");`
8.  `CString str;`
9.  `str.Format(_T("5-3=%d"), Sub(5, 3));`
10. `FreeLibrary(hInst); //LoadLibrary后要记得FreeLibrary`
11. `MessageBox(str);`
12. `}`

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![这里写图片描述][20160630091654415]

### 3.3 两种加载方式对比 ###

通过以上的例子，可以看到隐式链接和动态加载两种加载dll的方式各有优点。

*  隐式链接方式实现简单，一开始就把dll加载进来，在需要调用的时候直接调用即可。但是如果程序要访问十多个dll，如果都采用隐式链接方式加载他们的话，在该程序启动时，这些dll都需要被加载到内存中，并映射到调用进程的地址空间，这样将加大程序的启动时间。而且一般来说，在程序运行过程中只是在某个条件满足的情况下才需要访问某个dll中的函数，如在上述例子中，我只有在点击按钮时才需要访问dll，其他情况下并不需要访问。这样如果所有dll都被加载到内存中，资源浪费是比较严重的。
 *  显示加载的方法则可以解决上述问题，dll只有在需要用到的时候才会被加载到内存中。另外，其实采用隐式链接方式访问dll时，在程序启动时也是通过调用LoadLibrary函数加载该进程需要的动态链接库的。

本文将创建一个简单的动态链接库，并编写一个控制台应用程序使用该动态链接库，该动态链接库为“[JAVA调用动态链接库DLL之JNative学习][JAVA_DLL_JNative]”中使用的DLL，只是项目及文件名称不同。

###  ###

创建动态链接库项目：  
1、打开Microsoft Visual Studio 2010，选择文件->新建->项目。

![SouthEast][]  
2、在新建项目窗口中选择其他语言->Visual C++->Win32。

![SouthEast 1][]  
3、选择Win32 项目，设置名称：simpleDLL，设置解决方案名：simpleDLL。  
4、单击确定，在出现的Win32 应用程序向导的概述对话框中点击下一步。

![SouthEast 2][]  
5、在应用程序设置中，选择应用程序类型下的DLL。

![SouthEast 3][]  
6、勾选附加选项下的空项目。  
7、单击完成创建项目。  
向动态链接库添加类：  
1、添加新类头文件。右键单击simpleDLL项目，添加->新建项，选择头文件(.h)，设置名称为simpleDLL，单击添加。

![SouthEast 4][]  
![SouthEast 5][]

2、添加新类源文件。右键单击simpleDLL项目，添加->新建项，选择C++ 文件(.cpp)，设置名称为simpleDLL，单击添加。

![SouthEast 6][]  
![SouthEast 7][]

3、为新类添加内容。内容如下：

头文件simpleDLL.h：

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  //------------------ SimpleDLL.h ----------------
2.  
3.  \#pragma once;
4.  
5.  //该宏完成在dll项目内部使用\_\_declspec(dllexport)导出
6.  //在dll项目外部使用时，用\_\_declspec(dllimport)导入
7.  //宏DLL\_IMPLEMENT在SimpleDLL.cpp中定义
8.  \#ifdef DLL\_IMPLEMENT
9.  \#define DLL\_API \_\_declspec(dllexport)
10. \#else
11. \#define DLL\_API \_\_declspec(dllimport)
12. \#endif
13. DLL\_API int add(int x, int y); //简单方法
14. DLL\_API const wchar\_t\* getPlayUrl(const wchar\_t\* mgrIp, long mgrPort, long materialId);
15. DLL\_API const char\* getUrl(const char\* mgrIp, long mgrPort, long materialId);

源文件simpleDLL.cpp:

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  //------------------ SimpleDLL.cpp ----------------
2.  
3.  //注意此处的宏定义需要写在\#include "SimpleDLL.h"之前
4.  //以完成在dll项目内部使用\_\_declspec(dllexport)导出
5.  //在dll项目外部使用时，用\_\_declspec(dllimport)导入
6.  \#define DLL\_IMPLEMENT
7.  
8.  \#include "SimpleDLL.h"
9.  \#include<Windows.h>
10. \#include <intrin.h>
11. \#include <stdlib.h>
12. \#include <string.h>
13. 
14. int DLL\_API add(int x, int y)
15. \{
16. return x+y;
17. \}
18. 
19. DLL\_API const wchar\_t\* getPlayUrl(const wchar\_t\* mgrIp, long mgrPort, long materialId)
20. \{
21. static wchar\_t url\[260\] = \{ 0 \};
22. wcscpy\_s(url, L"http://中文");
23. wcscat\_s(url, mgrIp);
24. wcscat\_s(url, L":");
25. wchar\_t szPort\[20\] = \{ 0 \};
26. \_ltow\_s(mgrPort, szPort, 10);
27. wcscat\_s(url, szPort);
28. return url;
29. \}
30. 
31. DLL\_API const char\* getUrl(const char\* mgrIp, long mgrPort, long materialId)
32. \{
33. static char url\[260\] = \{ 0 \};
34. strcpy\_s(url, "http://中文");
35. strcat\_s(url, mgrIp);
36. strcat\_s(url, ":");
37. char szPort\[20\] = \{ 0 \};
38. \_ltoa\_s(mgrPort, szPort, 10);
39. strcat\_s(url, szPort);
40. return url;
41. \}

创建引用动态链接库的应用程序：  
1、在解决方案上单击鼠标右键->添加->新建项目。

![SouthEast 8][]  
2、在添加新项目中选择其它语言->Visual C++->Win32。

![SouthEast 9][]  
3、选择Win32 控制台应用程序，设置名称：simpleDLLTest。  
4、单击确定，在出现的Win32 应用程序向导的概述对话框中点击下一步。

![SouthEast 10][]  
5、在应用程序设置中，选择应用程序类型下的控制台应用程序。

![SouthEast 11][]  
6、单击完成创建项目。  
在控制台应用程序中使用类库的功能：  
1、为SimpleDLLTest.cpp添加内容。如下所示：

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  // SimpleDLLTest.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
2.  
3.  \#include "stdafx.h"
4.  \#include "../SimpleDLL/SimpleDLL.h" //添加头文件引用
5.  \#pragma comment(lib, "..\\\\..\\\\SimpleDLL\\\\Release\\\\SimpleDLL.lib") //添加lib文件引用
6.  \#include <process.h>
7.  \#include <locale.h>
8.  
9.  int \_tmain(int argc, \_TCHAR\* argv\[\])
10. \{
11. setlocale(LC\_ALL, "chs"); //配置地域化信息为简体中文，否则打印出来的中文是乱码
12. wprintf(L"getPlayUrl: %s\\r\\n", getPlayUrl(L"127.0.0.1", 10087, 1));
13. 
14. printf("getUrl: %s\\r\\n", getUrl("127.0.0.1", 10087, 1));
15. system("pause");
16. return 0;
17. \}

2、引用simpleDLL项目。右键单击SimpleDLLTest项目，选择项目依赖项。

![SouthEast 12][]  
3、依赖于窗口中勾选SimpleDLL，单击确定。

![SouthEast 13][]

4、设置SimpleDLLTest项目为活动项目。右键单击SimpleDLLTest项目，选择设为启动项目。

![SouthEast 14][]  
6、生成解决方案。Debug运行结果如下：

![SouthEast 15][]

**注意：现在创建的DLL只能由c++调用，C语言等其它语言是调用不了的！**

我们来用工具看一下，在解决方案上单击鼠标右键，在Windows资源管理器中打开文件夹

![SouthEast 16][]

我编译的是Release版本，所以打开Release文件夹，找到SimpleDLL.dll文件，用[Depends工具][Depends]打开它

![SouthEast 17][]

目前编译的版本对MSVCR100.DLL还有依赖，这样复制到其它没有安装VS2010的电脑上是用不了的；

在项目上单击鼠标右键，属性：

![SouthEast 18][]

在左侧的配置属性中选择常规，在右侧找到MFC的使用，选择在静态库中使用MFC

![SouthEast 19][]

这里是修改MFC的使用，还有另一种方法：[vs2010发布时去除msvcp100.dll和msvcr100.dll图解说明][vs2010_msvcp100.dll_msvcr100.dll]

再看函数，带有一些特殊字符，这样c++之外其它语言是调用不了的；我们需要在头文件的函数声明中添加extern "C"标志，代码如下：

**\[cpp\]** [view plain][] [copy][view plain]

1.  //------------------ SimpleDLL.h ----------------
2.  
3.  \#pragma once;
4.  
5.  //该宏完成在dll项目内部使用\_\_declspec(dllexport)导出
6.  //在dll项目外部使用时，用\_\_declspec(dllimport)导入
7.  //宏DLL\_IMPLEMENT在SimpleDLL.cpp中定义
8.  \#ifdef DLL\_IMPLEMENT
9.  \#define DLL\_API \_\_declspec(dllexport)
10. \#else
11. \#define DLL\_API \_\_declspec(dllimport)
12. \#endif
13. extern "C" DLL\_API int add(int x, int y); //简单方法
14. extern "C" DLL\_API const wchar\_t\* getPlayUrl(const wchar\_t\* mgrIp, long mgrPort, long materialId);
15. extern "C" DLL\_API const char\* getUrl(const char\* mgrIp, long mgrPort, long materialId);

重新编译，再用Depends工具打开它，可以发现依赖项已经没有了，函数名称也正常了：

![SouthEast 20][]

[20160629180116718]: /images/20220128/ae38e840f3ae488eb8f400b242a435bb.png
[20160629184102794]: /images/20220128/1e8c1588ee33400689d5284685062206.png
[20160629185213839]: /images/20220128/b15cd0495c50443f8e0a572f8821d7fd.png
[20160629185841008]: /images/20220128/be9e61926a0f43b7b5c4f6428d1c4aa1.png
[20160629191729250]: /images/20220128/8c9f6b8c00254602a4df214858cc6425.png
[20160629192031065]: /images/20220128/480db7f3fd814dcc862be77e1affaac5.png
[20160630090003183]: /images/20220128/f422eb92433b428881a03d60cd19ff76.png
[20160630091131094]: /images/20220128/6c688df791d949159e9e2b2268e61d96.png
[20160630091654415]: /images/20220128/02b93a8225114bdd970a8befc1306c1a.png
[JAVA_DLL_JNative]: http://blog.csdn.net/testcs_dn/article/details/26980027
[SouthEast]: /images/20220128/b7cbd65f29a34da28dd145ea3bc2abe1.png
[SouthEast 1]: /images/20220128/cd963bcfc3394d769820cd9c1a82b439.png
[SouthEast 2]: /images/20220128/3392c92a105744b2b61f90ba3ba3682e.png
[SouthEast 3]: /images/20220128/6267b593b2244c6e8d0f4e405fecb809.png
[SouthEast 4]: /images/20220128/8f8e2ba3027e4cf2a687c0b20406ff2d.png
[SouthEast 5]: /images/20220128/6c6eed172b034509aea337e8846b8b90.png
[SouthEast 6]: /images/20220128/826875d1315b4327b449ac45ab87d362.png
[SouthEast 7]: /images/20220128/bcab325140bc4ec8b25e69787a2ec031.png
[view plain]: http://blog.csdn.net/testcs_dn/article/details/27237509#
[SouthEast 8]: /images/20220128/d7951be893bf4555bc7fd21553fd8969.png
[SouthEast 9]: /images/20220128/23d42f50a8dd4e93bf6a2ef216eb87ba.png
[SouthEast 10]: /images/20220128/e374efd3b4344d36a861e5bf94ac7e93.png
[SouthEast 11]: /images/20220128/8f05cfa301d54f4094c7c8583dcb2381.png
[SouthEast 12]: /images/20220128/83d6ad6bcf2143319f7dc024346f57ae.png
[SouthEast 13]: /images/20220128/26ac631cfc614677b4f2519f7979fc3c.png
[SouthEast 14]: /images/20220128/a703061192594b6e96bb016fd594fca2.png
[SouthEast 15]: /images/20220128/f4f4f3481ee54f3180c7fab536400496.png
[SouthEast 16]: /images/20220128/912efb9c48ef4df08771e6856bcbc2f9.png
[Depends]: http://www.dependencywalker.com/
[SouthEast 17]: /images/20220128/6c8af1ee5f1d4f7baefae0f3e03a0943.png
[SouthEast 18]: /images/20220128/6eeac8fed5384ec18b9cc565a7dcb722.png
[SouthEast 19]: /images/20220128/ac847b1bb3a3432e88852f8d54fb44df.png
[vs2010_msvcp100.dll_msvcr100.dll]: http://blog.csdn.net/testcs_dn/article/details/26976555
[SouthEast 20]: /images/20220128/5cacaa846fba4747b042195387872e8c.png