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c++ dll 专题

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 什么是Runtime Library


Runtime Library就是运行时库,也简称CRT(C Run Time Library)。是程序在运行时所需要的库文件,通常运行时库是以Lib或Dll形式提供的。

Windows下C Runtime Library是微软对C标准库函数的实现,这样每个程序可以直接使用C标准库的函数;后来出现了C++,于是又在C Runtime Library基础上开发了C++ Runtime Library,实现了对C++标准库的支持。因此现在Windows下的C/C++运行时库既包含子C标准库,也包含了C++标准库。如果你安装了VS2010,在安装目录下的VC\crt\src下(如我的目录是C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\crt\src)有运行时库(CRT)的源代码,这里既有C的文件(如output.c、stdio.h等),也有C++的文件(如iostream、string)。

Dll的产生

在C Runtime Library出现之前,许多程序都使用C编写,而这些程序都要使用标准的C库,按照以前的方式每一个程序最终都要拷贝一份标准库的实现到程序中,这样同一时刻内存中可能有许多份标准库的代码(一个程序一份),所以微软出于效率的考虑把标准C库做为动态链接DLL来实现,这样多个程序使用C标准库时内存中就只有一份拷贝了。

确切地说运行时库指的就是对这些底层的基础功能实现的动态库(Dll),运行时库和普通的Dll一样,只有程序用到了它才会被加载,没有程序使用的时候不会驻留内存的。

 

C++保留了一部分过程式语言的特点,因而它可以定义不属于任何类的全局变量和函数。但是,C++毕竟是一种面向对象的程序设计语言,为了支持函数的重载,C++对全局函数的处理方式与C有明显的不同。
extern "C"的主要作用就是为了能够正确实现C++代码调用其他C语言代码。加上extern "C"后,会指示编译器这部分代码按C语言的进行编译,而不是C++的。

    extern "C"

     你用C 开发了一个DLL 库,为了能够让C ++语言也能够调用你的DLL输出(Export)的函数,你需要用extern "C"来强制编译器不要修改你的函数名。

假设某个函数的原型为:

void foo( int x, int y );


该函数被C编译器编译后在符号库中的名字为_foo,而C++编译器则会产生像_foo_int_int之类的名字。

.def文件的作用
       前面提到,不同厂商开发的两个C编译器也会有一些差异,最突出的就是microsoft的C编译器,它对函数名字的处理很特别(究竟是什么样子,可以使用Dumpbin工具查看dll的导出函数),所以要在使用他方编写的库时,程序链接能成功,有两种方法:1使用库编写者使用的C编译器(这里指VC++),显然这种方法不合理;2库的编写者在使用VC++编写库时使用.def文件。
       .def文件的作用即是,告知编译器不要以microsoft编译器的方式处理函数名,而以指定的某方式编译导出函数(比如有函数func,让编译器处理后函数名仍为func)。这样,就可以避免由于microsoft VC++编译器的独特处理方式而引起的链接错误

2.导出函数

2.1 使用__declspec(dllexport)和使用.def文件的区别

 

使用__declspec(dllexport)和使用.def文件是有区别的。如果 DLL是提供给VC++用户使用的,你只需要把编译DLL时产生的.lib提供给用户,它可以很轻松地调用你的DLL。但是如果你的DLL是供其他程序如 VB、delphi,以及.NET 用户使用的,那么会产生一个小麻烦。因为VC++对于 __declspec(dllexport)声明的函数会进行名称转换,如下面的函数: __declspec(dllexport) int __stdcall IsWinNT() 会转换为IsWinNT@0,这样你在VB中必须这样声明: Declare Function IsWinNT Lib "my.dll" Alias "IsWinNT@0" () As Long @的后面的数由于参数类型不同而可能不同。这显然不太方便。所以如果要想避免这种转换,就要使用.def文件方式。 EXPORTS后面的数可以不给,系统会自动分配一个数。对于VB、PB、 Delphi用户,通常使用按名称进行调用的方式,这个数关系不大,但是对于使用.lib链接的VC程序来说,不是按名称进行调用,而是按照这个数进行调用的,所以最好给出。

2.2 VS2019环境中,查看Dll中的导出函数的方法

step 1:进入PowerShell命令窗口

进入VS开发环境,然后Tools -> Visual studio  Command Prompt

step 2:用dumpbin查看导出函数

F:\Thirdprogram2\VC\Tools\MSVC\14.27.29110\bin\HostX64\x86\dumpbin.exe
dumpbin /exports a.dll

重定向输出至b.txt文本文件,则命令格式如下:

d:\dumpbin /exports a.dll /out:b.txt

举例:

点击菜单栏中生成-生成解决方案,打开项目目录生成dll所在的文件夹,使用dumpbin.exe查看下dll中函数结构,如下图:

dumpbin.exe

可以看到有四个函数,但是显示的就像乱码,顶多只能看出每个函数叫啥,这样对于使用的用户来说是不友好的,因为看一堆乱码是无法知道这些函数是干啥的,有哪些参数和返回值,这样是无法使用的,我们可以在菜单栏项目-添加新项-Visaul C++-代码选择模块定义文件(.def),设置文件名,在添加的def文件中给出如下代码:

LIBRARY
EXPORTS
double_add_double_double=?add@Funcs@@YANNN@Z
double_maxValue_double_double=?maxValue@Funcs@@YANNN@Z
double_minValue_double_double=?minValue@Funcs@@YANNN@Z
double_subtract_double_double=?subtract@Funcs@@YANNN@Z

其中后面的乱码对应之前dump出来的dll函数名乱码,写这个def文件相当于把乱码重新定义名字,让它更好识别,这里我定义的规则是返回类型_函数名_参数列表类型,当然你可以定义自己的规则,这样使用者一看就知道这个函数干啥的,有啥参数和返回值,再dump一下dll看看:

3、调用约定

动态链接库的使用有两种方式,一种是显式调用。一种是隐式调用。

3.1 隐式的加载时链接,有三种方法

    1  LIB文件直接加入到工程文件列表中

在VC中打开File View一页,选中工程名,单击鼠标右键,然后选中"Add Files to Project"菜单,在弹出的文件对话框中选中要加入DLL的LIB文件。然后在首先要使用该函数的地方加上该LIB的头文件,如#include "..\lib.h"即可(没有头文件当然就不用了)。

2  设置工程的 Project Settings来加载DLL的LIB文件

打开工程的 Project Settings菜单,选中Link,然后在Object/library modules下的文本框中输入DLL的LIB文件,如you.lib(或者lib文件的路径,包括文件名)。然后在首先要使用该函数的地方加上该LIB的头文件,如#include "..\lib.h"即可(没有头文件当然就不用了)。

3  通过程序代码的方式

加入预编译指令#pragma comment (lib,"*.lib"),这种方法优点是可以利用条件预编译指令链接不同版本的LIB文件。因为,在Debug方式下,产生的LIB文件是Debug版本,如Regd.lib;在Release方式下,产生的LIB文件是Release版本,如Regr.lib。然后在首先要使用该函数的地方加上该LIB的头文件,如#include "..\lib.h"即可(没有头文件当然就不用了)。

当应用程序对DLL的LIB文件加载后,还需要把DLL对应的头文件(*.h)包含到其中,在这个头文件中给出了DLL中定义的函数原型,然后声明

3.2  显式的运行时链接 

     隐式链接虽然实现较简单,但除了必须的*.dll文件外还需要DLL的*.h文件和*.lib文件,在那些只提供*.dll文件的场合就无法使用,而只能采用显式链接的方式。这种方式通过调用API函数来完成对DLL的加载与卸载,能更加有效地使用内存,在编写大型应用程序时往往采用此方式。

     这种方法编程具体实现步骤如下:

    ①使用Windows API函数Load Library或者MFC提供的AfxLoadLibrary将DLL模块映像到进程的内存空间,对DLL模块进行动态加载。

    ②使用GetProcAddress函数得到要调用DLL中的函数的指针。

    ③不用DLL时,用Free Library函数或者AfxFreeLibrary函数从进程的地址空间显式卸载DLL。

Create a simple managed app to call the DLL