跨平台的动态链接库的调用

一、三种库函数的链接方式

用过C语言的都知道库函数的重要：我们将功能比较独立的部分做成一个个函数，供我们复用。最终对库函数的引用有3种方式：

方式	链接时刻	库指定时刻	特点
静态链接	编译时	编译时	编译时检查链接错误，编入运行程序（运行程序独立）
动态链接	运行时		编译时检查链接错误，运行时调入依赖库
	运行时	运行时	编译时不做任何检查，运行时调入依赖库

其中前两种是我们熟悉的，最后一种是“完全”动态方式，包括库文件的指定都是由代码完成的。本文主要讨论这一种。

这种情况的应用场景是：我们定义了一组接口函数，但我们并不知道该接口是如何实现的（由其他人完成），在运行时，我们根据某个传入参数，动态调入包含这些接口实现的库，按规定的方式运行它。从以上的描述，是不是像虚函数的特点？

这种场景比较适合于一个框架（开发者A），多个不同的细节实现（开发者B,C....）这样一种应用。

从上面的描述，要完成本项功能，包括调用框架的编写（相当于服务器端）和被调用库函数的编写（相当于“客户端”）。而要做到跨平台，这两者必须都是跨平台的。

二、动态库的编写

C语言有不带类的C和带类的C(C++)，我们知道，C++在编译时，实际上是要被转换为C的，所以从调用的角度来讲，只有函数，没有类。这样问题就来了：类如何导出？即调用者如何得到类的信息？

对于后出现的语言，例如Java，C#，这根本不是问题，语言的开发者已为我们考虑了这个情况。在微软的世界里（Windows），这也不是大问题，微软自己有一套规则。微软的COM的一个特点就是用来描述导出类的，但可惜并没有被大家接受。在Linux世界里，似乎只有一个个的函数能被“开放出来”，供其他开发者所调用。

如果要开发跨平台的库（不提供源代码），还是老老实实回归C语言吧。

1. Windows下函数的导出

有两种方式。

• 建立一个.def文件，将需要导出的函数按如下格式编写：

LIBRARY    "dlldemo"

EXPORTS
DllOK     @1
DllName @2

在.h声明导出函数时，采用extern C包裹它们，如下所示：

extern "C"
{
 void DllOK();
 const char *DllName(const char *name);
}

.c或.cpp的编写不做任何变化。

• 特别声明每个需要导出的函数，如下所示：
  

__declspec(dllexport) void __cdecl DllOK(void);
__declspec(dllexport) const char *__cdecl DllName(const char *);

为简化以上的声明，通常将__declspec(dllexport)定义为一个宏。

2.Linux下函数的导出

Linux下实现起来比较简单，只在.h声明导出函数时，采用extern C包裹它们，如上面的例子所示。

这样，库函数导出的写法就有两种，如果函数不多，建议编写一个.def文件方便一些，如果函数较多，且其声明不断变化，采用宏定义__declspec(dllexport),__cdecl较好，这样维护方便。

三、调用框架的编写

代码如下：

#if defined(_WIN32_PLATFROM_)
#include <windows.h>
typedef HMODULE  MODULE_HANDLE;
#endif

#if defined(_LINUX_PLATFROM_)
#include <dlfcn.h>
typedef void *  MODULE_HANDLE;
#endif



MODULE_HANDLE gdl_Open(const char *plname)
{
#if defined(_WIN32_PLATFROM_)
	return LoadLibraryA (plname);
#endif

#if defined(_LINUX_PLATFROM_)
   return dlopen( plname, RTLD_NOW|RTLD_GLOBAL);
#endif
}
void gdl_Close(MODULE_HANDLE h)
{
  if(h)
  {
#if defined(_WIN32_PLATFROM_)
   FreeLibrary(h);
#endif
#if defined(_LINUX_PLATFROM_)
  dlclose (h);
#endif
  }
}
void *gdl_GetProc(MODULE_HANDLE h, const char *pfname)
{
   if(h)
   {
#if defined(_WIN32_PLATFROM_)
    return (void *)GetProcAddress(h, pfname);
#endif

#if defined(_LINUX_PLATFROM_)
	return dlsym(h,pfname);
#endif
    }
	return NULL;
}

void gdl_GetLastErrorMsg(char *p, int size)
{
#if defined(_WIN32_PLATFROM_)
	gxsprintf(p,size, "dll error(%u)",::GetLastError());
#endif

#if defined(_LINUX_PLATFROM_)
	gxsprintf(p,size, "%s",dlerror());
#endif
}



class CDynamicLibrary
{
public:
	CDynamicLibrary()
	{ 
	   m_hModule = NULL;
	}
	~CDynamicLibrary()
	{
	   gdl_Close(m_hModule);
	}
	inline bool Open(const char *lpname)
	{
	   m_strDllName = lpname;
	   m_hModule = gdl_Open(lpname);
	   return m_hModule!=NULL;
	}
	inline void *GetProc(const char *pfname)
	{
	   return gdl_GetProc(m_hModule, pfname);
	}
	const char *GetLastErrorMsg()
	{
	   char msg[100];
	   gdl_GetLastErrorMsg(msg, 99);
	   m_strMsg = msg;
	   return m_strMsg.c_str();
	}
private:
	std::string m_strMsg;
	std::string m_strDllName;
    MODULE_HANDLE m_hModule;
};

以上代码中，实际上封装了4个函数，动态库的打开(Open)，关闭(Close)，得到函数(GetProc)，得到错误信息(GetError)，如果应用，只需关注CDynamicLibrary即可。

四、运行时调用实例

以下是调用的实例代码。

void testdll()
{
   typedef void (*DllOK_Fun)();
   typedef const char * (*DllName_Fun)(const char *);

    CDynamicLibrary dll;
#if defined(_WIN32_PLATFROM_)
    char *pdllname = "dlldemo.dll";
#endif
#if defined(_LINUX_PLATFROM_)
    char *pdllname = "libdlldemo.so";
#endif

	if(!dll.Open(pdllname))
	{
		printf("\nDll Error: %s",dll.GetLastErrorMsg());
	}
	else
	{
		DllOK_Fun DllOK = (DllOK_Fun)dll.GetProc("DllOK");
		if(!DllOK)
		{
			printf("\nFunction DllOK Error: %s",dll.GetLastErrorMsg());
		}
		else
		{
		   DllOK();
		}
		DllName_Fun DllName = (DllName_Fun)dll.GetProc("DllName");
		if(!DllName)
		{
			printf("\nFunction DllName Error: %s",dll.GetLastErrorMsg());
		}
		else
		{
		  const char *p = DllName("Hello");
		  printf("\nFunction DllName Returned value: %s",p);
		}

	}
}