动态链接库全面浅析(一)-----Win32 动态链接库

言前：由于最近复习了下动态链接库，所以决定写一个动态链接库专题。动态链接库网上各种达人已近写过很多了，资料也是一大把一大把的。但是我还是想写一份，因为网上讲的都很分散，讲的不是很系统，而且很多问题没有深究。因此我自己还是写一份吧，因为说明了是浅析。所以说我不可能讲的太深入，但是本文还是立足于有一定动态链接库编程基础的读者。 动态链接库专题我准备分为4篇文章来介绍 1.Win32 动态链接库 2.MFC常规动态链接库 3.MFC扩展动态链接库 4.各种链接库总结对比

好吧，现在就开始Win32 动态链接库编程吧。首先还是简单的介绍下基本知识（由于本人比较懒，所以只是大概提一下基本知识，这点上不会很全面，但是本人还是强烈建议大家，还是首先在网上系统的学习一下动态链接库的最基本知识。如动态链接库在内存上的映射方式，查看动态链接库的导入导出啊等等之类的最最最基本的知识）

基础知识:

1.动态链接库有很多的优点：如隐藏实现细节，实现代码共享，便于升级产品，可以在不同语言之间交互等等。

2.我们在编写好了动态链接库以后，我们必须导出我们留给用户使用的接口，然后用户在自己的程序里导入这些接口以便自己使用。导出的方式会有两种，一种是使用dllimport/dllexport ，还有一种是使用def 模块定义文件来导出，在后面我们会详细全面的介绍这种到出方法

3.调用：一共有两种调用动态链接库的方方式

动态调用：在程序中使用 LoadLibrary()/FreeLibrary() 动态的获得函数，类成员变量的指针。然后通过指针调用函数/成员函数。这种方法比较适合大型项目中使用，用户在我们要使用动态链接库的时候才去加载，使用完了以后就释放掉，这样对内存的利用效率还是比较高的。

静态调用：使用#pragma comment（lib,"XXXX.lib"）或在编译器中设置，相关选项，来使用动态链接库，这种方式比较方便，不用我们显示的加载和释放动态链接库。程序在运行时会自动的去加载我们制定的动态链接库。在这种情况下我们可以用dumpbin 的imports 命令来查看到导入的动态链接库的接口。如果是动态调用的话，我们是无法查看到我们自己导出的动态链接库的imports信息的哦

  动态链接库调用路径

1. 程序载入的目录.
2. 当前目录.
3. system目录. 使用GetSystemDirectory 函数获取这个目录路径.
4. Windows目录. 使用GetWindowsDirectory函数可以获取该目录路径.
5. PATH 环境变量设置的目录列表

4.我们导出的动态链接库通常，编译器在编译的时候通常都会给我们的函数修改名称这导致了，导出的函数的名称相应的发生了改变。下面便是编译器改名的具体规则。

 对于C语言编译器

对于__stdcall调用约定，编译器和链接器会在输出函数名前加上一个下划线前缀，函数名后面加上一个“@”符号和其参数的字节数，例如_functionname@number。__cdecl调用约定仅在输出函数名前加上一个下划线前缀，例如_functionname。__fastcall调用约定在输出函数名前加上一个“@”符号，后面也是一个“@”符号和其参数的字节数，例如@functionname@number 

对于C++

函数修饰都是以一个“?”开始，后面紧跟函数的名字，再后面是参数表的开始标识和按照参数类型代号拼出的参数表。对于__stdcall方式，参数表的开始标识是“@@YG”，对于__cdecl方式则是“@@YA”，对于__fastcall方式则是“@@YI”。参数表的拼写代号如下所示： 
X--void    
D--char    
E--unsigned char    
F--short    
H--int    
I--unsigned int    
J--long    
K--unsigned long（DWORD） 
M--float    
N--double    
_N--bool 
U--struct 

对于C++的类成员函数（其调用方式是thiscall），函数的名字修饰与非成员的C++函数稍有不同，首先就是在函数名字和参数表之间插入以“@”字符引导的类名；其次是参数表的开始标识不同，公有（public）成员函数的标识是“@@QAE”,保护（protected）成员函数的标识是“@@IAE”,私有（private）成员函数的标识是“@@AAE”，如果函数声明使用了const关键字，则相应的标识应分别为“@@QBE”，“@@IBE”和“@@ABE”。如果参数类型是类实例的引用，则使用“AAV1”，对于const类型的引用，则使用“ABV1”。

假如我们不想编译器修改名称采用C++那种方式，我们可以指定以C语言的方式导出动态链接库，或者用Def文件指定我们导出文件的名字，（但是这样种方式可能遇到冲突，比如，我们定义了2个类，两个类都有同样名字的Create()函数，如果我们这两个类的Create函数有要用def指定文件导出，但是我们又想将这两个函数都以Create名称导出的话，此时便会有点小麻烦，后面我会提供一个例子来解决这个问题）。

5.DLLMAIN：

系统是在什么时候调用DllMain函数的呢？静态链接时，或动态链接时调用LoadLibrary和FreeLibrary都会调用DllMain函数。DllMain的第二个参数fdwReason指明了系统调用Dll的原因，它可能是:：
　　DLL_PROCESS_ATTACH、
　　DLL_PROCESS_DETACH、
　　DLL_THREAD_ATTACH、
　　DLL_THREAD_DETACH。
　　以下从这四种情况来分析系统何时调用了DllMain。
1 DLL_PROCESS_ATTACH
　　大家都知道，一个程序要调用Dll里的函数，首先要先把DLL文件映射到进程的地址空间。要把一个DLL文件映射到进程的地址空间，有两种方法：静态链接和动态链接的LoadLibrary或者LoadLibraryEx。
　　当一个DLL文件被映射到进程的地址空间时，系统调用该DLL的DllMain函数，传递的fdwReason参数为DLL_PROCESS_ATTACH，这种调用只会发生在第一次映射时。如果同一个进程后来为已经映射进来的DLL再次调用LoadLibrary或者LoadLibraryEx，操作系统只会增加DLL的使用次数，它不会再用DLL_PROCESS_ATTACH调用DLL的DllMain函数。不同进程用LoadLibrary同一个DLL时，每个进程的第一次映射都会用DLL_PROCESS_ATTACH调用DLL的DllMain函数。
　　可参考DllMainTest的DLL_PROCESS_ATTACH_Test函数。
2 DLL_PROCESS_DETACH
　　当DLL被从进程的地址空间解除映射时，系统调用了它的DllMain，传递的fdwReason值是DLL_PROCESS_DETACH。当DLL处理该值时，它应该执行进程相关的清理工作。
　　那么什么时候DLL被从进程的地址空间解除映射呢？两种情况：
　　FreeLibrary解除DLL映射（有几个LoadLibrary，就要有几个FreeLibrary）
　　进程结束而解除DLL映射，在进程结束前还没有解除DLL的映射，进程结束后会解除DLL映射。（如果进程的终结是因为调用了TerminateProcess，系统就不会用DLL_PROCESS_DETACH来调用DLL的DllMain函数。这就意味着DLL在进程结束前没有机会执行任何清理工作。）
　　注意：当用DLL_PROCESS_ATTACH调用DLL的DllMain函数时，如果返回FALSE，说明没有初始化成功，系统仍会用DLL_PROCESS_DETACH调用DLL的DllMain函数。因此，必须确保清理那些没有成功初始化的东西。
　　可参考DllMainTest的DLL_PROCESS_DETACH_Test函数。
3 DLL_THREAD_ATTACH
　　当进程创建一线程时，系统查看当前映射到进程地址空间中的所有DLL文件映像，并用值DLL_THREAD_ATTACH调用DLL的DllMain函数。
　　新创建的线程负责执行这次的DLL的DllMain函数，只有当所有的DLL都处理完这一通知后，系统才允许进程开始执行它的线程函数。
　　注意跟DLL_PROCESS_ATTACH的区别，我们在前面说过，第n(n>=2)次以后地把DLL映像文件映射到进程的地址空间时，是不再用DLL_PROCESS_ATTACH调用DllMain的。而DLL_THREAD_ATTACH不同，进程中的每次建立线程，都会用值DLL_THREAD_ATTACH调用DllMain函数，哪怕是线程中建立线程也一样。
4 DLL_THREAD_DETACH
　　如果线程调用了ExitThread来结束线程（线程函数返回时，系统也会自动调用ExitThread），系统查看当前映射到进程空间中的所有DLL文件映像，并用DLL_THREAD_DETACH来调用DllMain函数，通知所有的DLL去执行线程级的清理工作。
　　注意：如果线程的结束是因为系统中的一个线程调用了TerminateThread，系统就不会用值DLL_THREAD_DETACH来调用所有DLL的DllMain函数。

下面就通过def、和常规导出方法 对比着，讲解动态链接库

一、以_declspec方式导入导出 ：

这种方式是最传统的方式，我相信很多人也最熟悉这种方式导出、导入数据库，通常我们通过定义宏来，来导出函数、类成员函数如下

导出：定义宏

#define DLLPORT _declspec(dllexport)

XXX.H/
#ifdef  DLLPORT 
#else 
#define _declspec(dllimport)
#endif
///

在导入时只需要包含上面那个XXX.H,便导入了导入了动态链接库。

导出函数

DLLPORT void  Display(string txt);

在函数面前 加上我们先前定义的宏，这样便导出了函数。如果我们使用dumpbin 命令查询下 函数导出情况，我会发现：

我们注意到确实，函数是被导出了，但是被编译器修改了名字

如果我们不想让编译器改名，我们可以先申明extern “C”  

将定义语言该为：#define DLLPORT extern"C" _declspec(dllexport)

重新编译，再用dumpbin 命令查看，导出函数没有被改名

（当然为了不想让函数被改名，我们也可以采用def模块定义文件，后面会详细讲解模块定义文件）

同理我们也可以导出一个变量：

DLLPORT int g_nTest = 2;

我们可以看到导出的变量同样被修改了名称，当然如果我们同样用extern"C"声明 ，我们也同样会看到变量也就不会改名了。

 调用///

        HMODULE hLibModule= LoadLibrary(TEXT("Win32_Dll_Test.dll"));//加载动态链接库，你懂的
	typedef void(* PDISPLAY)(string str);
	PDISPLAY pds = (PDISPLAY)GetProcAddress(hLibModule, "Display");
	string str = "动态调DLL 函数：Dispaly..";
	pds(str);
	//调用导出变量
	int *p;
	p = (int *)GetProcAddress(hLibModule,"g_nTest");
	cout<<"动态调用g_nTest: "<<*p<

动态 调用都是 先定义函数、变量的指针，然后或的函数、变量的地址，最后通过指针调用

当然，我们也可以使用静态加载

#pragma comment(lib, "Win32_Dll_Test.lib")//在头文件中告诉编译器在程序运行时加载动态链接库

调用时：

Display("动态调DLL 函数：Dispaly..");
	cout<<"动态调用g_nTest: "<

你将会看到调用的效果和第一种一模一样。

导出类 ：Win32 也可以导出类，但是Win32 DLL 导出的类中不能使用任何与MFC相关的东西。

为了导出类我们只需要 如下面定义我们的类

class DLLPORT Rectangle
{
public:
	 float m_Area;
public :
	 float CalcArea(float x, float y);
};

这样定义了以后，我们再来使用dumpbin -exports 来查看下导出结果：

我们可以看到，类被导出了，但是请注意！在这里，我们并没有看到我们类里面定义的那个成员变量被导出。那么是不是那个成员变量 float m_Area 没有被导出呢？是不是由于没有导出，我们就不能在外面直接使用这个成员变量呢？ 答案是否定的，我个人感觉，成员变量是导出了的，只是没有显示而已。因为后面你会看到，我们将能直接从外面使用，访问到该变量。这久隐含的说明了成员变量都被导出了，不是么？

（注意：在导出类时，是不能有extern "C"的，其中的原因 我想大家稍微想想就会明白的）

当然 ，如果你不想导出类的话，而是只想导出类里面的部分函数，那么你只需要将类内部要导出的函数 加上DLLPORT就可以了，这就知道出了指定的函数

class  Rectangle
{
public:
	 float m_Area;//注意：我们不能导出成员变量 如果我们这样： DLLPORT float m_Area  编译器将会报错！
public :
	DLLPORT float CalcArea(float x, float y);
};

通过dumpBin 我们可以发现，我们确实导出了 指定函数

//调用/

动态调用：

	HMODULE hLibModule = LoadLibrary(TEXT("Win32_Dll_Test.dll"));
	typedef float (haoer::Rectangle::*PFN)(float a,float b);
	haoer::Rectangle *pRect = new haoer::Rectangle();
	PFN pfn = (PFN)GetProcAddress(hLibModule,"?CalcArea@Rectangle@@QAEMMM@Z");
	(pRect->*pfn)(2,2);
	delete pRect;
	FreeLibrary(hLibModule);

静态调用：

        Rectangle Rect;
	Rect.Calc(2,2);//访问类成员函数
	cout<

结果：

二、采用def 文件定义导出

首先我们讲讲模块定义文件的知识

///

请查看：http://blog.csdn.net/lh844386434/article/details/6732539  

///

使用def的方法 1.新建一个记事本 ，将其更名为 YourProgram.def

                           2.加入到你的工程里，并编写def 详细的类容

                            3.配置 编译器（如下图）

用def 导出 函数和变量

相信如果你看了，我上面给出链接的那篇，def详细的语法文章的话， 你可能已经对def文件的语法很熟悉了，下面我们就来看看导出函数，与变量的语法

//头文件

void  Display(string txt);
class Rectangle
{
    public: 
          float m_Area;
   public : 
          float CalcArea(float x, float y);
};

//源文件中
int g_nTest = 2;
float Rectangle::CalcArea(float x, float y)
{
         m_Area = x*y;
         return m_Area;
}
 void  Display(string txt)

{

cout<<"动态链接库说： "<

接着定义def 文件

LIBARAY "Win32_Dll_Test"   //指定dll的名称
EXPORTS                  //导出文件的申明
Disp=Display @1          //这句表明我们将Display 的函数导出，并且导出接口名字为Disp 也就是说，我们再外部想调用display的函数是，只能用Disp来调用
Calc=CalcArea @2          //这句同理，也是导出了CalcArea函数，不过请注意，这里与Display 不同，这里导出的是类成员函数
g_nTest  @3 DATA         //导出数据和导出函数一样， 不过唯一不同的就是，在导出数据必须要加DATA声明

可以看到的确，导出了，而且函数也是我们指定的名字 。def看起看来似乎也很方便，但是，这样做其实会遇到一个问题：

假如 我们现在要导出两个类A、B 但是呢A、B 中都有一个Test 函数，我们想把两个类里面的Test函数都导出来，并且都保持原来的名字（即2个名字都未Test）那怎么办了？
为了解决这种问题，其实我们可以效仿DX的调用方式，设计一个接口。通过指定不同的ID号，来访问不同的Test

 具体实现规则请参见 这篇帖子： http://blog.csdn.net/lengxiao_wang/article/details/1546187

def 导出类

正如上面我们第一这个Rectangle类一样，要像导出他，我 们需按照下面的步骤来做：

class  Rectangle
{
public:
	 float m_Area;
public :
	 float CalcArea(float x, float y);
};

1.打开工程属性界面-->Link-->Debugging->Generate ap file。

2.重新编译整个工程。
3.在你的工程文件目录下会生成一个相应的YourProgram.map的文件。

4.在map 文件中找到 和你定义的类和函数相关的东西，如：

0002:00000460       ?CalcArea@Rectangle@@QAEMMM@Z 10011460 f   Win32_Dll_Test.obj
 0002:000004b0       ?Display@@YAXV?$basic_string@DU?$char_traits@D@std@@V?$allocator@D@2@@std@@@Z 100114b0 f   Win32_Dll_Test.obj

5.在Exports中，指定导出 XXX.Def文件中，使之成为下面的样子（序号自己指定）

?CalcArea@Rectangle@@QAEMMM@Z  @1
Display@@YAXV?$basic_string@DU?$char_traits@D@std@@V?$allocator@D@2@@std@@@Z   @2

6.重新编译，便导出了类

Tips：Map文件的用途 不仅仅如此哦，Map文件还是查看程序崩溃的一种有效方法