Linux的so组件设计框架及逻辑

Posted 2022-07-01 lida2003

Linux的so组件设计框架及逻辑

• 1. 组件关注点
• • 1.1 组件定义关注点
  • 1.2 组件业务关注点
• 2. so特性
• 3. so组件设计逻辑
• 4. so组件设计框架
• • 4.1 so组件范例
  • 4.2 so隐式调用范例
  • 4.3 so显式调用范例
• 5 so组件设计建议

组件这个名词在百度上的定义：组件（Component）是对数据和方法的简单封装

这里不再赘述概念和定义，也不再过多纠结很多技术问题或者讨论。我们就实际组件应用关注的焦点和思考，做一个回顾，并整理Linux的so组件设计框架及逻辑。

1. 组件关注点

1.1 组件定义关注点

1. 组件属性
2. 组件方法

1.2 组件业务关注点

1. 支持多实例(线程安全)
2. 无缝升级(无业务中断)
3. 支持负荷分担(业务动态迁移)
4. 支持性能监测
5. 支持安全策略
6. 支持可配置(所有参数调优)
7. 支持优雅退出功能

2. so特性

从库的角度，大体分为静态链接库和动态链接库两大类。so就是linux下动态链接库的后缀。其特性可参考度娘：

1. 扩展了应用程序的特性；
2. 可以用许多种编程语言来编写；
3. 简化了软件项目的管理；
4. 有助于节省内存；
5. 有助于资源共享；
6. 有助于应用程序的本地化；
7. 有助于解决平台差异；
8. 可以用于一些特殊的目的；

3. so组件设计逻辑

这里以Linux系统为例，但是Windows同样适用(可能代码上稍有差异)。

我们为了解决组件的关注点，应用了动态链接库的特性，从逻辑层面可以解决业务需求。

so动态链接库：

1. 代码段共享，节省内存；
2. 数据段每个进程拥有各自的私有数据副本；
3. 组件方法提供了天然的API接口设计理念，反向要求设计者具备更高的业务抽象和解耦；
4. 便于版本及项目管理；
5. 多语言开发平台以及平台差异的天然兼容性；
6. 析构和构造函数有助于组件的自身动态维护；

4. so组件设计框架

通过组件的构造和析构作为组件初始化和去初始化机制，当然为了更好的应对优雅退出及异常场景处理，在构造函数中需要做非常多的业务/异常场景的分析和钩子函数设计。

这里针对构造、析构和接口问题进行框架介绍和范例举例：

4.1 so组件范例

• 构造函数
• 析构函数
• API接口

//so_test.c
#include <stdio.h>

int Myfunc_test(void)

	printf("........Myfunc_test in %s........\\n", __FILE__);
	return(0);


static void __attribute__((constructor)) Myfunc_init(void)

	printf("Myfunc_init in %s\\n", __FILE__);
	return;


static void __attribute__((destructor)) Myfunc_fini(void)

	printf("Myfunc_fini in %s\\n", __FILE__);
	return;

//so_test.h
#ifndef __SO_TEST_HEADER__
#define __SO_TEST_HEADER__

int Myfunc_test(void);

#endif /* __SO_TEST_HEADER__ */

编译方法

$ gcc -fPIC -shared -o libtestsubx.so so_test.c

4.2 so隐式调用范例

#include <stdio.h>
#include "so_test.h"

int main(int argc, char** argv)

	printf("so main\\n");
	Myfunc_test();
	sleep(5);
	printf("so main exit\\n");

编译方法

$ gcc -g so_main.c -o so_main -L. -ltestsubx

鉴于隐式调用收到so路径的限制，因此需要更好的管理路径，测试脚本如下

#!/bin/sh
export LD_PRELOAD=$pwdlibtestsubx.so:$LD_PRELOAD
export LD_LIBRARY_PATH=$pwd:$LD_LIBRARY_PATH
./so_main

4.3 so显式调用范例

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <dlfcn.h>
#include "so_test.h"

int main(int argc, char** argv)

	void(*pTest)();      

	char dir[256];
	
	char *path = getcwd(dir, 256);
	if ( path == NULL ) 
		printf("Failed get current dir\\n");
		return -1;
	
	
	strcat(path, "/");
	strcat(path, "/libtestsubx.so");
	printf("Current so is %s\\n", path);

	void*pdlHandle = dlopen(path, RTLD_LAZY);
	if( pdlHandle == NULL ) 
		printf("Failed load library\\n");
		return -1;
	

	char* pszErr = dlerror();
	if(pszErr != NULL) 
		printf("%s\\n", pszErr);
		return -1;
	

	pTest = dlsym(pdlHandle, "Myfunc_test");
	pszErr = dlerror();
	if( pszErr != NULL ) 
		printf("%s\\n", pszErr);
		dlclose(pdlHandle);
		return -1;
	

	(*pTest)();

	dlclose(pdlHandle);

	return 0;  

编译方法

$ gcc -g so_dlopen.c -o so_dlopen -L. -ldl

5 so组件设计建议

根据实际应用的要求，选择隐式调用和显式调用。通常来说简单设计，隐式调用更加方便和直接。

而从实际要对组件进行“1.2 组件业务关注点”这种复杂考虑，那么建议采用显式调用方法，并针对API进行管理（这里的API是指函数）。更多业务类解耦可以考虑消息API。

在大型项目开发中，需要建立主体程序框架和基于主体程序框架的业务组件设计框架，以便针对业务的组件能够通过各种API进行解耦，独立进行开发、测试。