C++动态链接库的使用

一创建Windows动态链接库

新建项目，选择Windows桌面向导，命名项目名称为Dll1

应用程序类型中选择动态链接库，勾选空项目。

项目创建好后，创建一个Dll1.cpp源文件。

二导出和查看DLL中的函数

如何导出
应用程序想要访问某个DLL中的函数，这个函数必须是已经导出的函数。导出需要用以下限定声明。

__declspec( dllimport ) declarator
__declspec( dllexport ) declarator

这两个属性明确定义了DLL与客户端的接口，客户端可以是可执行文件或其他DLL。将函数声明为dllexport之后，就不需要在模块定义（.DEF）文件中导出名称了。

These attributes explicitly define the DLL’s interface to its client, which can be the executable file or another >DLL. Declaring functions as dllexport eliminates the need for a module-definition (.DEF) file, at least with >respect to the specification of exported functions. Note that dllexport replaces the __export keyword.

在Dll1.cpp中写入下列代码，注意，这是导出的函数。

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

编译，在项目目录下会出现Dll1.lib和Dll1.dll文件。

如何查看导出函数
采用dumpbin，点击【工具】/【Visual Studio命令提示】，即可弹出命令窗口，输入dir命令转到这个Dll文件所在目录。

输入 dumpbin -exports Dll1.dll ,即可显示当前Dll导出的所有函数。
lib和Dll的区别
刚刚编译好的文件中有两个重要的文件.lib和.dll，其中.dll就是动态链接库文件。那么.lib呢？它的名字叫引入库文件，在程序编译链接时，需要链接该DLL的引入库文件，该DLL中的函数代码和数据并不复制到可执行文件中，直到可执行程序运行时，才会加载所需的DLL，将该DLL中的函数代码和数据映射到进程的地址空间中，然后访问该DLL中导出的函数。

三隐式链接方式加载DLL

我们看到Dll1.dll已经导出了两个函数：add和subtract，我们再编一个测试程序测试这个动态链接库。新建一个基于对话框的MFC引用程序，工程名为：DllTest，并在该工程的主对话框上放置两个按钮，给按钮添加响应函数，在响应函数中分别调用前面的add和subtract函数。
为了能正确的调用函数，我们需要做到或者了解以下几件事情。

声明函数
我们知道，在C++中，函数必须首先声明才能使用，因此，必须在对话框的源代码中声明这两个函数。这里需要注意，我们最好能够使用标识符_declspec(dllimport)来表明函数是从动态库中引入的。这样，和使用extern或者不加修饰符相比，编译器可以生成运行效率更高的代码。

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

测试程序需要链接正确的引入库文件
在项目的链接器中选择附加依赖项，填入刚刚生成的引入库文件——Dll1.lib,如下图所示。
在常规选项卡中设置附加库目录，把刚才生成Dll1.lib的目录添加进去。
再次编译，成功生成了TestDll.exe，运行程序，单击按钮可以获得正确的结果。
查看可执行程序加载的动态库信息
如果我们想查看某个可执行程序的输入信息，以及其加载的DLL信息，也可以使用dumpbin命令来实现。在命令行方式下，进入DllTest.exe文件所在的目录下，然后输入下述命令并回车

dumpbin -imports TestDll.exe

这里面显示了所有加载的DLL信息，比如图中红色矩形框内，显示此可执行程序加载了DLL1.dll库，且调用了库里的两个函数：add和subtract
将动态链接库放在正确的目录下
上述DllTest.exe程序开始运行时，系统将为它分配一个4GB的地址空间，然后加载模块会分析该应用程序的输入信息，从中找到该程序将要访问的动态链接库信息，然后在用户机器上搜索这些动态链接库，进而加载他们。搜索的顺序是：
① 程序的执行目录
程序的执行目录就是指可执行文件所在的目录。
② 当前目录
一般是指活动应用程序启动的目录，应用程序可以通过调用GetCurrentDirectory函数来确定哪个目录是当前目录；也可以通过SetCurrentDirectory函数来修改当前目录。
③ 系统目录
Windows系统目录指的是操作系统的主要文件存放的目录。
④ path环境变量中所列的路径
“环境变量”是操作系统工作环境设置的一些选项或属性参数。每个环境变量由变量名和文件路径组成的，可以设置很多个环境变量。我们一般使用环境变量指定一个文件夹的位置，或一个应用程序的位置等。而path环境变量只是众多环境变量的其中一个，它的变量名叫做“path”，与其他环境变量没有什么区别，只不过“path”这个环境变量经常用到而已。
Windows和DOS操作系统中的path环境变量，当要求系统运行一个程序而没有告诉它程序所在的完整路径时，系统除了在当前目录下面寻找此程序外，还应到path中指定的路径去找。用户通过设置环境变量，来更好的运行进程。path环境变量的查看和设置方式如下：通过右键计算机——>属性——>高级系统设置，进入其中的环境变量即可设置。
DLL的搜索目录就是以上4个，那么，为了能让测试程序在运行时正确加载DLL，需要将DLL放置于上述任意一个目录内。这里，我们选择放在 TestDll.exe所在的目录下。

四动态库和测试程序共用一份头文件

上述动态链接库虽然初步得以实现，但是使用起来非常不方便，原因是动态链接库一般都会交给客户程序，但是客户端怎么知道你的动态链接库有什么函数？只能通过一些工具（例如dumpbin）查看导出函数，并猜测函数原型。这种做法对DLL的调用很不方便。
因此，常规的做法是在编写动态链接库时，提供一个头文件，在此文件中提供DLL导出函数原型的声明，以及函数有关的注释文档。
此外，这个头文件也可以由动态链接库程序自身使用，实现接口和实现的分离。
首先，修改DLL1项目，在项目中添加头文件dll1.h，内容如下：

//dll1头文件
#ifdef DLL1_API
#else
#define DLL1_API _declspec(dllimport)
#endif // DLL1_APIDLL1_API int add(int a, int b);
DLL1_API int subtract(int a, int b);

//dll1实现文件
#define DLL1_API _declspec(dllexport)
#include "Dll1.h"int add(int a, int b)
{return a + b;
}int subtract(int a, int b)
{return a - b;
}

程序编译时，头文件不参与编译，源文件单独编译。因此，在编译上述Dll1的cpp文件时，首先定义了DLL1_API宏，将其定义为：_declspec(dllexport)。然后再把头文件包含进来，这将展开头文件，展开之后，首先判断DLL1_API已经定义了，所以不再重新定义该宏，因此add和subtract函数声明的原型都是_declspec(dllexport)，表明这两个函数是动态链接库的导出函数。
之后，将这个DLL交由其他程序使用时，只要后者没有定义DLL1_API宏，那么该宏的定义就是：_declspec(dllimport)，即add和subtract函数是导入函数。通过上述方法，dll1.h头文件实现了既可以在动态链接库中使用，又可以在客户端使用的目的。
在TestDll项目中，只需要包含此头文件，重新编译运行即可。

五从DLL中导出C++类

从DLL中导出C++类很简单，只需要在类名称前面加上修饰符_declspec(dllexport)即可。例如，我们在Dll1.h头文件中加入如下代码。

#ifdef DLL1_API
#else
#define DLL1_API _declspec(dllimport)
#endif // DLL1_APIDLL1_API int add(int a, int b);
DLL1_API int subtract(int a, int b);class DLL1_API Point
{public:void OutPut(int x, int y);
};

实现文件为

#define DLL1_API _declspec(dllexport)
#include "Dll1.h"
#include <Windows.h>
#include <atlstr.h>int add(int a, int b)
{return a + b;
}int subtract(int a, int b)
{return a - b;
}void Point::OutPut(int x, int y)
{HWND hwnd = GetForegroundWindow();HDC hdc = GetDC(hwnd);CString str;str.Format(_T("x=%d,y=%d"), x, y);TextOut(hdc, 0, 0, str, wcslen(str));ReleaseDC(hwnd, hdc);
}

编译，然后我们查看DLL文件的导出情况。

发现导出了类Point以及其中成员函数OutPut.
我们在测试程序中新增一个按钮，添加按钮的响应函数，代码为

void CTestDllDlg::OnBnClickedBtnOutput()
{// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码Point pt;pt.OutPut(5, 3);
}

编译，运行，算式已经写到了客户区。这表明对DLL中的类成员函数调用成功。

现在还有个问题，如果只想导出类中的某个函数怎么办？很简单，不要在类名前加_declspec(dllexport)限定符，只在类中特定函数前加即可。

六解决名称改编

C++编译器在生成DLL时，会对导出的函数进行名称改编，并且不同的编译器使用的改变规则不一样。这样，如果利用不同的编译器分别生成DLL和访问该DLL的客户端程序的话，后者在访问该DLL的导出函数时就会出现问题。例如，如果用C++语言编写一个DLL，那么用C语言编写的客户端程序访问该DLL中的函数时就会出现问题。因为后者将使用函数原始名称来调用DLL中的函数，而C++编译器已经对该名称进行了改编，所以C语言编写的客户端程序就找不到所需的DLL导出函数。
鉴于以上原因，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改变。有以下两种方法可以实现。

增加限定符extern “C”
具体来说，是在定义导出函数时，加上限定符：extern “C”。但是需要注意，这种方法不能用于导出类和类的成员函数。我们需要注释掉上述Dll1.h和Dll1.cpp中类的代码。然后增加限定符。代码如下

//Dll1.h头文件
#ifdef DLL1_API
#else
#define DLL1_API extern "C" _declspec(dllimport)
#endif // DLL1_APIDLL1_API int add(int a, int b);
DLL1_API int subtract(int a, int b);/*
class DLL1_API Point
{
public:void OutPut(int x, int y);
};
*/

//Dll1.cpp 头文件
#define DLL1_API extern "C" _declspec(dllexport)
#include "Dll1.h"
#include <Windows.h>
#include <atlstr.h>int add(int a, int b)
{return a + b;
}int subtract(int a, int b)
{return a - b;
}/*
void Point::OutPut(int x, int y)
{HWND hwnd = GetForegroundWindow();HDC hdc = GetDC(hwnd);CString str;str.Format(_T("x=%d,y=%d"), x, y);TextOut(hdc, 0, 0, str, wcslen(str));ReleaseDC(hwnd, hdc);
}
*/

然后，我们利用dumpbin查看Dll1.dll的导出函数，结果如下。可以看出导出函数的名称均未改编。

利用模块定义文件(.def)
另外一种方法是利用模块定义文件。我们以一个实例进行说明。新建一个动态链接库项目，取名称为Dll2。其头文件为

//Dll2.h
int add(int a, int b);
int subtract(int a, int b);

实现文件为

//Dll2.cpp
#include "Dll2.h"int add(int a, int b)
{return a + b;
}int subtract(int a, int b)
{return a - b;
}

再在工程中添加.def文件（见下面代码），LIBRARY语句用来指定动态链接库的内部名称，该名称一定要与生成动态链接库的名称一致。EXPORTS语句的作用是表明DLL将要导出的函数。当链接器在链接时，会分析这个DEF文件，当发现EXPORTS语句下面有add和subtract这两个符号名，并且他们与源文件中定义的add和subtract函数的名字是一致的时候，它就会以add和subtract两个符号名导出相应的函数。

LIBRARY DLL2
EXPORTS
add
subtract

编译之后，利用dumpbin查看导出函数，名称没有发生改编。

七显式加载方式加载DLL

本文之前的测试程序采用的都是隐式加载DLL的方式，具体来说就是程序在编译阶段通过导入库将需要加载的DLL信息保存在程序中，等到程序启动时，加载模块确保所有所需DLL均加载在内存中，并映射到调用进程的地址空间中。如果需要的动态库比较多，资源浪费是比较严重的。
而动态链接的方式仅仅是在调用某个函数时才加载DLL，因此效率更高。使用动态方式加载动态链接库时，需要用到LoadLibrary函数。该函数的作用是将指定的可执行模块映射到调用进程的地址空间。
现在，我们在刚才新建的Dll2项目下新建一个基于对话框的MFC工程，名称为TestDll2，然后在对话框资源编辑器上增加一个按钮，并添加该按钮的消息响应函数。

void CTestDll2Dlg::OnBnClickedBtnAnd()
{// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码HINSTANCE hInst;hInst = LoadLibrary(_T("Dll2.dll"));typedef int (*ADDPROC)(int a, int b);    //定义函数指针类型ADDPROC Add = (ADDPROC)GetProcAddress(hInst, "add");   //获取dll的导出函数if (!Add){MessageBox(_T("获取函数地址失败"));return;}CString str;str.Format(_T("5+3="), Add(5, 3));MessageBox(str);
}

TestDll2不用在编译阶段链接Dll2.lib，而是使用了LoadLibrary和GetProcAddress函数。后者可以获取动态链接库中某个函数的地址。这样，就可以通过此地址调用相关的函数了。
这里有三点需要注意：

及时释放对DLL的引用
如果采用动态加载方式使用DLL时，在需要访问时，调用LoadLibary函数加载DLL；当不再需要访问该DLL时，调用FreeLibrary函数释放对该DLL的引用。
GetProcAddress的函数名称应该是名称改编后
在本例中，由于通过.def文件限定了导出名称，因此GetProcAddress函数的第二个参数为"add"，但是如果导出名称经过了C++名称改编，这个函数的第二个参数应该是改编后的名称（比如?add@@YAHHH@Z之类的）。
关于调用约定
在动态链接中，需要额外注意调用约定。在本例中，Dll2和TestDll2工程没有特别指出调用约定，因此都是__cdecl 。但是如果Dll2工程的函数更改了调用约定（比如，Dll2中函数声明和定义增加了限定符_stdcall），那么访问该DLL的客户端程序也应该采用该约定类型来访问相应的导出函数，否则程序可能异常中断。