C++编程笔记：dll的生成与使用

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。

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：

__declspec(dllexport) int add(int a, int b){    return a + b;}__declspec(dllexport) int subtract(int a, int b){    return a - b;}

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。

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:

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

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

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

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：

int add(int a, int b){    return a + b;}int subtract(int a, int b){    return a - b;}

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：

LIBRARY Dll1EXPORTSaddsubtract

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”。

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！

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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。

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")

然后在CXXXDlg.cpp中声明外部函数：

_declspec(dllimport) int add(int a, int b);_declspec(dllimport) int subtract(int a, int b);

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：

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

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。

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。

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

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。

reference

《VC++深入详解》孙鑫