DelphiforLinux中应用共享对象库

Posted 2023-05-17

参考技术A 本文用通俗易懂的语言介绍Linux平台上共享对象库（SO）的基本概念及主要优点 通过剖析在Delphi for Linux中应用SO与在Delphi for Windows中应用DLL的异同 以编程实例讲述了Linux平台的SO库文件的组成 SO库文件的函数重载 特殊编译指令 采用Delphi for Linux创建SO的编程规则 使用前的Linux系统设置 以及在Delphi for Linux中用隐式或显式链接方法装入和使用SO函数的基本方法 经验及技巧 并对应用SO可能出现的问题进行了探讨和分析 　　　　共享对象库基本概念　　Delphi for Linux是Borland公司推出的基于Linux平台的 面向对象的可视化开发工具 是目前Linux平台上很好的应用开发工具 Delphi for Linux也称Kylix 大家用Kylix开发Linux应用程序时 可能使用过Linux操作系统本身带的大量SO文件 SO是一种特殊的运行文件 包含若干方法 对象和资源 它不能直接运行 但可以被Kylix应用程序或其它可执行文件动态调用 SO文件扩展名为 so 编译前源文件扩展名为 dpr 本文所举例子均在Red Hat Linux 及Kylix 环境下调试编译通过 并可正常运行 　　　　图 是Kylix主程序与SO库的层次关系图 从中可看出使用SO库有以下几个优点 　　 　　 图 Kylix主程序与SO库的层次关系图 　　　　◆ 多个Kylix程序或它的多个单元文件可通过接口共用一个SO库文件 另一方面 某一个Kylix程序 可通过多个接口使用多个SO库文件 这样 SO变成一种可共用的资源 实现真正的 资源共享 大大缩小了Kylix应用程序的执行代码 增强了软件的可重用性 　　　　◆ 将SO文件作为Kylix应用程序的公共调用模块设计时 由于其独立于应用程序 软件升级时只需修改SO库文件及编译SO 无需更改及重编译Kylix应用主程序 　　　　◆ 不仅可使用Kylix编写SO库 还可使用C或C++等常用语言来编写 只要遵循特定的接口规范 　　　　共享对象库的创建　　 SO库文件的构成　　　　SO库文件和Kylix标准单元文件的内部结构基本相同 也有声明 实现及初始化部分 区别之一在于SO库只是其它程序可以调用的方法(包括函数及过程)集合 区别之二库程序以library关键字而非project开头启动其项目文件 库程序包含有exports语句 其列出要向外部提供的导出函数及过程 下面是SO库文件代码的简单例子 用以说明其构成 　　　　library MyFirstSO 　　uses　　　SysUtils classes Delphi for Windows 中引用类库为Windows 　　function Add (A Char B Char) Integer cdecl overload 　　begin　　　Result := Ord (A) + Ord (B) 　　end 　　function Add (A Integer B Integer) Integer cdecl overload 　　begin　　　Result := A + B 　　end 　　function Double (N Integer) Integer cdecl　　begin　　　Result := N * 　　end;　　exports　　　Add (A Integer B Integer) 　　　Add (A Char B Char) name AddChar 　　　Double 　　　　 SO库文件中的函数重载　　　　SO库也可以使用重载函数（即多个函数使用相同名称 不同参数） 使用时需在重载的函数声明后标上overload指令 Kylix可以用原名称导出一个重载函数 在exports从句中表示其参数表 若要导出多个重载函数 则要在exports从句中用name字句指定不同名称 以区别重载 这可从上面的例子MyFirstSO中看出 Add是重载函数 为调用时区分 一个用原函数声明Add导出 另一个用AddChar导出 　　　　 SO库的特殊编译指令　　　　编译后生成的SO库运行文件使用lib前缀和 so扩展名 考虑到实际命名规则与版本和支持符号链 Kylix在Object Pascal语言中引入了几个特殊编译指令 这些在Delphi中没有什么意义 库源文件MyFirstSO dpr编译后产生的执行文件为libMyFirstSO so 　　　　◆ $SOPREFIX 改变名称前缀 默认为lib（正常库）或bpl（Kylix包） 用前缀区别两种库是因为Linux的库用单一扩展（ so） 　　　　◆ $SOSUFFIX 在库名与扩展名之间增加文本 指定版本或其它信息 　　　　◆ $SOVERSION 在扩展名之后增加版本号 　　　　◆ $SONAME 表示相关符号链名 由编译器自动生成 　　　　例如 下列代码生成库libsimple so 和符号链libsimple so 　　　　library simple 　　uses　　SysUtils Classes 　　//函数定义省略　　$SOVERSION　 　　$SONAME　 libsimple so 　　　　共享对象库的使用　　Kylix应用程序使用SO库时 可以采用两种方式 一种是隐式链接（Implicit linking） 也称静态装入 另一种是显式链接（Explicit Linking） 也称动态装入 下面分别介绍这两种链接方式的使用方法 技巧及将窗体对象放入SO库的技术 　　　　 使用前的系统设置　　　　自定义SO库建好后 Kylix应用程序调用时会报错 这是因为Kylix找不到新建库 必须对系统进行相关设置 这与在Delphi for Windows中使用DLL库不同 DLL库建好后只需将编译后的DLL文件放到Delphi主程序目录下即可使用 操作步骤如下 　　　　◆ 将编译好的SO库文件放到Linux系统库目录/lib或/usr/lib下 或者在Linux系统库路径shell变量LD_LIBRARY_PATH中加入自定义SO库文件所在路径 　　　　◆ 在根用户（root）下 用ldconfig命令刷新库缓冲区 　　　　◆ 对Kylix执行文件使用ldd命令 查看该程序所关联的SO库 　　　　 隐式链接　　　　隐式链接是指在应用程序开始执行时就将SO库文件加载到应用程序中 实现隐式链接并不难 只需在应用程序中加入库函数的声明语句及库的external定义从句 则库函数可以和一般局部函数一样使用 比如 要使用libMyFirstSO so中的Add函数 则只要在应用程序中增加下面语句 　　　　function Add (A Integer B Integer) Integer cdecl 　　　　external libMyFirstSO so 　　　　 显式链接　　　　显式链接是应用程序在执行过程中可根据实际需要随时加载SO库文件 也可以随时卸载SO库文件 还可在运行时进行SO库的切换 而这些是隐式链接无法做到的 与隐式链接相比 显式链接具有更大的灵活性 　　　　在Kylix中 要动态装入库和调用导出函数可以用Delphi仿真代码或自然Linux方法 下面分别介绍这两种方法 　　　　( )用Delphi仿真代码动态装入　　　　在Windows中动态装入DLL是用Windows API函数—LoadLibrary或Delphi提供的SafeLoadLibrary函数完成的 找到库后 程序调用Windows API函数—GetProcAddress搜索DLL导出函数 若找到匹配 则返回所请求函数指针 并将这个函数指针转换成适当类型和调用 使用完后调用FreeLibrary 从内存中释放库 　　　　Kylix中使用Pascal RTL仿真函数实现SO库动态装入 下面的例子只列出Kylix应用程序中与动态链接相关部分 而非完整Kylix单元文件代码 　　　　unit DynaForm;　　interface　　uses　　SysUtils Classes Qcontrols Qforms 　　type　　　TForm = class(TForm)　　Button : TButton;　　procedure Button Click(Sender: TObject);　　end;　　var　Form TForm 　　implementation　　$R * XFM　　type　TComputeInteger = function (x Integer y Integer) Integer cdecl 　　//调用库函数接口类型定义　　procedure TForm Button Click(Sender TObject) 　　var Handle Thandle 　　Compute TputeInteger 　　begin　　　Handle:＝LoadLibrary( libMyFirstSO so ) //动态装入库　　　if Handle<> then //找到库　　　begin　　Compute:＝TputeInteger(GetProcAddress(Handle Add ) 　　//搜索库函数Add 并返回函数指针　　if Assigned(Compute) then　　　 ShowMessage(IntToStr(Compute( )) //使用库函数　　FreeLibrary(Handle) //释放库　　　end　　　else　　ShowMessage( Library not found ) 　　end 　　　　( )用Linux自然代码动态装入　　　　也可以使用Libc系统单元中的低级Linux函数 这样可使用更多参数 更好地控制系统 使用的Linux函数分别为dlopen(打开并装入库函数) dlsym(搜索库函数) dlclose(释放库) 因此 上例中调用库的代码变为 　　　　procedure TForm Button Click(Sender TObject) 　　var Handle Pointer 　　Compute TputeInteger 　　begin　　　Handle:＝dlopen( libMyFirstSO so ) //动态装入库　　　if Handle<>nil then //找到库　　　begin　　Compute:＝TputeInteger(dlsym(Handle Add ) 　　//搜索库函数Add 并返回函数指针　　if Assigned(Compute) then　　　 ShowMessage(IntToStr(Compute( )) //使用库函数　　dlclose(Handle) //释放库　　　end　　　else　　ShowMessage( Library not found ) 　　end 　　　　( )SO库中窗体对象的使用　　　　除了包含函数和过程的库之外 还可以将Kylix建立的窗体放在共享对象中 这可以是对话框或其它窗体 　　　　生成新的库对象之后 只要在库源文件的声明部分增加对窗体单元文件 lishixinzhi/Article/program/Delphi/201311/24683

将对象放入共享内存中以供 .so 使用

【中文标题】将对象放入共享内存中以供 .so 使用

【英文标题】：Putting objects in shared memory for use among .so's

【发布时间】：2014-03-07 21:52:23

【问题描述】：

将对象放置在共享内存中是在我正在处理的项目中的一小部分共享对象（Linux 库）中重用对象的首选方法。我以前从未使用过共享内存，所以在这里我有点盲目。 ui/execute-bit-set 应用程序实例化一些对象（首选项和其他实用程序），然后加载库并开始工作。各种 util 对象很小，数量也不多。到目前为止，分配一个共享内存块并传输字符串已经成功。我现在需要确保这些库可以访问由 ui 设置的 util 对象。

经过几天的研究，我想出了这个简单的模型。 （我将示例类命名为“POD”，尽管它是一个正确的类。请忽略它...）

#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <cstdlib>

using namespace std;

class PODject

public:
PODject()  cout << "Init POD" << endl; 
~PODject()  cout << "Destroy POD" << endl; 
string WhoAmI(void)  return "I am the POD"; 
;

int
main(int argc, char** argv)

    PODject* pBuf = NULL;
    void *shared_memory = (void*)0;
    int shmid;
    key_t mykey = 73867;

    shmid = shmget((key_t)mykey, sizeof(PODject), 0666 | IPC_CREAT);

    if (shmid == -1) 
        cerr << "shmget failed" << endl;
        return(1);
    

    shared_memory = shmat(shmid, (void *)0, 0);
    if (shared_memory == (void *)-1) 
        cerr << "shmat failed" << endl;
        return(1);
    

    pBuf = new (shared_memory) PODject;
    if(pBuf) 
        cout << "before" << endl;
        cout << pBuf->WhoAmI() << endl;
        cout << "after" << endl;
                pBuf->~PODject();
    
    else
        cout << "No object" << endl;

    if (shmdt(shared_memory) == -1) 
        cerr << "shmdt failed" << endl;
        return(1);
    

    if (shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) == -1) 
        cerr << "shmctl(IPC_RMID) failed" << endl;
        return(1);
    

    return(0);

令我惊讶的是，它一开始就奏效了：

$ ./a.out
Init POD
I am the POD
Destroy POD

我还没有在我的项目中实现这个模型，还在做研究。但是，将共享内存用于此特定用途的信息非常稀少。我希望有见识的人能简要地批评这段代码，并告诉我缺少什么，如果有的话。我认为我的主要问题是；我一遍又一遍地读到在共享段上实例化类对象是有问题的，但我发现不是这样。

【问题讨论】：

我在这里看不到任何特定于 C++11 的内容。你能启发我吗？

主啊，向技术人员提问就像放牧猫一样。请忽略该评论，无需启发。我什至把它编辑了。看到了吗？

在您的问题中，您询问有关在 so （库）之间共享对象的问题。你不是说在进程之间共享对象吗？您不需要任何这些来在同一进程中的库之间共享对象

还有一个。无论我重新编辑故事多少次，像你这样的人都会发现一些缺陷。我已经为像你这样的人编辑了我的问题。如果您不打算提供帮助，请不要发表评论。

@interval，您的问题仍被标记为 C++11。

【参考方案1】：

将对象放入共享内存有几个困难的部分。它们都与指针有关。您不能使用任何指针，即使在共享内存段中也是如此，因为它可能会加载到不同进程的不同位置。您必须非常确定包含的对象不会分配任何空间，因为该空间将在堆上而不是在共享内存中，并且错误的指针会对其他过程造成不良影响。它们不能有虚函数，因为虚函数表可能位于本地进程内存中的不同位置。

例如，将字符串放入对象中是不好的，因为这会为字符串分配内存。

我见过人们解决其中的大部分问题，但这很痛苦。使用索引而不是指针会有所帮助。

加上其他问题。您必须学习在进程之间使用互斥体/futexes 以避免竞争条件。

【讨论】：

我在我的字符串示例中使用了信号量，它似乎运行良好。我添加的对象示例很简单，但我希望使用常量/不可变数据，它会起作用。

是的，如果您有简单的不可变数据，那么它应该可以正常工作。我没有看到任何信号量，但实际上对象中根本没有数据，只有几个方法。

哦，我突然想到，在尝试使用 shmget 之前，您应该有代码来检查共享内存的存在。如果它已经存在，并且你有不变的数据，那么你应该只附加而不是初始化对象。