Windows 动态链接库编程

Posted 2020-10-24 神秘的探索者

Windows 动态链接库编程  

1、介绍

Windows操作系统是应用最关的操作系统，因此动态链接库也为程序员所熟悉，即使对于普通的使用者来说，很多时候也会碰到.dll结尾的文件，这就是动态链接库文件。Windows下的动态链接库可以通过参考头文件和.lib库文件进行编译，从而使得动态链接库隐式地被使用；也可以使用LoadLibrary、GetProcAddress等函数来显式调用动态链接库。

2、语法、导入导出

在Windows编程中，对于要使用或被使用的函数或者变量，需要使用 __declspec 关键字来声明，以告诉编译器该变量或函数不是普通的变量或函数，而是一个动态链接库的接口属性。

如果定义一个要被其他代码使用的函数，可以写成：
__declspec( dllexport ) int add(int a, int b)；

如果在该代码中，打算使用另外一个程序中的变量，则可以写成：
__declspec( dllimport ) char *name；

动态链接库通常包含一系列供其他程序使用函数，因此 declspec( dllexport ) 语法形式最为常用。如果动态库需要其他程序中的定义的全局变量，则需要在其他程序中使用导出该变量，在动态链接库中则需要使用 extern declspec( dllexport ) 将该变量声明为外部变量以便使用。

3、链接方式

可以以下列两种方式之一链接到（或加载）DLL：

隐式链接
显式链接

隐式链接有时称为静态加载或加载时动态链接。显式链接有时称为动态加载或运行时动态链接。在隐式链接下，使用 DLL 的可执行文件链接到该 DLL 的创建者所提供的导入库（.lib 文件）。使用 DLL 的可执行文件加载时，操作系统加载此 DLL。客户端可执行文件调用 DLL 的导出函数，就好像这些函数包含在可执行文件内一样。

在显式链接下，使用 DLL 的可执行文件必须进行函数调用以显式加载和卸载该 DLL，并访问该 DLL 的导出函数。客户端可执行文件必须通过函数指针调用导出函数。可执行文件对两种链接方法可以使用同一个 DLL。另外，由于一个可执行文件可隐式链接到某个 DLL，而另一个可显式附加到此 DLL，故这些机制不是互斥的。

4、隐式链接

隐式链接动态链接库比较简单，不予详述。

5、显式链接API函数

显式链接主要涉及到3个API函数（ LoadLibrary , GetProcAddress 和 FreeLibrary ），要使用这些函数包含windows.h头文件即可。

（1）HINSTANCE LoadLibrary(LPCSTR lpLibFileName);

该函数用来加载指定动态库文件，并且返回句柄。

参数lpLibFileName为动态链接库的名称。Windows 首先搜索“已知 DLL”，如 Kernel32.dll 和 User32.dll。然后按下列顺序搜索 DLL：

1、当前进程的可执行模块所在的目录。
2、当前目录。
3、Windows 系统目录。GetSystemDirectory 函数检索此目录的路径。
4、Windows 目录。GetWindowsDirectory 函数检索此目录的路径。
5、PATH 环境变量中列出的目录。

（2）FARPROC GetProcAddress (HMODULE hModule, LPCSTR lpProcName);

函数GetProcAddress 用来获取 DLL 导出函数的地址。返回由lpProcName指定的变量或函数指针。

参数hModule为已经加载的动态库文件的句柄。

参数lpProcName为要调用的变量或函数名称。

（3）BOOL FreeLibrary(HMODULE hModule);
从内存中释放hModule所代表的动态链接库。

（4）如果发生错误，可以调用GetLastError()函数或去错误代码。

6、显示链接举例

（1）动态库文件代码：dll_demo.c

#include <stdio.h>

__declspec( dllexport ) int add(int a, int b)
{
printf("calling add\n");
return a + b;
}

该文件中的add()函数计算两个整数之和，并且返回之前打印提示字符串。函数使用 __declspec( dllexport ) 语法来说明函数add(int a, int b)要被导出。

（2）客户端事例代码：main.c

#include <stdio.h>
#include <windows.h>

int main (int argc, char *argv[])
{
int a = 10, b = 20;
int c = 0;
HINSTANCE   hInstLibrary   =   NULL;
int (*add)();

printf ("Load DLL file\n");
if ((hInstLibrary = LoadLibrary(L"dll_demo.dll")) == NULL)
{
   printf ("***LoadLibrary ERROR: %d.\n", GetLastError());
   return 1;
}
if((add = (int (*)())GetProcAddress(hInstLibrary, "add")) == NULL) {
   printf ("***GetProcAddress ERROR: %d.\n", GetLastError());
   return 1;
}

c = add(a, b);
printf("%d + %d = %d\n", a, b, c);

FreeLibrary(hInstLibrary);
return 0;
}

程序利用LoadLibrary函数加载动态链接dll_demo.dll，利用FreeLibrary关闭句柄，利用GetLastError()获取错误代码，利用GetProcAddress定位共享库中的add函数，然后调用该函数执行加法计算，并打印结果。

（3）编译与运行

编译共享库：

在VS.Net中创建一个动态链接库项目，名称为dll_demo，加入文件dll_demo.c，编译后生成dll_demo.dll文件。

编译事例程序：

在VS.Net中创建一个动态链接库项目，名称为dll_main，加入文件main.c，编译后生成dll_main.exe可以执行文件。

运行：

将 dll_demo.dll 和 dll_main.exe 放在同一个目录下，然后双击运行 dll_main.exe。

输出：

Load DLL file
calling add
10 + 20 = 30

7、调用动态链接库中的变量

也可以使用动态链接库中的变量。例如，在动态链接库中定义：

__declspec( dllexport ) int num = 100;

那么可以在事例程序中这样调用：

int *d;
d = (int *)GetProcAddress(hInstLibrary, "num");
printf("num = %d\n", *d);