如何创建多线程 Dll

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何创建多线程 Dll

【英文标题】：How to create Multithreaded Dll

【发布时间】：2013-06-03 12:11:19

【问题描述】：

我有从磁盘读取文件并返回其内容的 Dll：

mydll.h:

extern "C" __declspec(dllexport) void InitFile3dPoints(wchar_t* i_file);
extern "C" __declspec(dllexport) int GetNumPointsForSurface(int i_surf_index);
extern "C" __declspec(dllexport) void GetPointsForSurface
    (double* o_result, int i_resultLength, int i_surf_index);

mydll.cpp：

File3dPoints file_3dPoints;

void InitFile3dPoints(wchar_t* i_file) 
           file_3dPoints = readFile3dObjectFromDisk(i_file) 
int GetNumPointsForSurface(int i_surf_index) 
           return file_3dPoints[i_surf_index].getNumPoints(); 

void GetPointsForSurface(double* o_result, int i_resultLength, int i_surf_index);

  const int num_points = file_3dPoints[i_surf_index].getNumPoints();
  if (num_points < i_resultLength)
    return;

  for (int i = 0; i < num_points; ++i)
    o_result[i] = file_3dPoints[i_surf_index].getPoint(i);

client.cs:

IntPtr inst = LoadLibrary("mydll.dll");
InitFile3dPoints(filename);

for (int i = 0; i < n; ++i)

  int num_points_for_surface = GetNumPointsForSurface(i);
  double[] points = new double[num_points_for_surface];
  GetPointsForSurface(points, points.Length, i);
  // some code

FreeLibrary(inst);

我的 dll 不是线程安全的。一个线程可以调用 InitFile3dPoints。在调用 GetPointsForSurface 之前，另一个线程可以调用 InitFile3dPoints。 你能告诉我如何使它成为线程安全的吗？为访问 file_3dPoints 创建互斥锁并不能解决问题，我需要 mydll.cpp 中的每个线程都有其 file_3dPoints 的副本。

谢谢

【参考方案1】：

有很多选项可以做到这一点。

首先，最重要的是不要使用全局变量，它们是一场噩梦（出于这个和其他原因）。让我们开始更改InitFile3dPoints 签名以分配所需的内存并将其返回给调用者（因此地址可以用作“句柄”）：

File3dPoints* InitFile3dPoints(const wchar_t* i_file) 

    return readFile3dObjectFromDisk(i_file);

请注意readFile3dObjectFromDisk 必须返回File3dPoints 类型的堆分配对象。

然后更改每个函数以接受该指针：

int GetNumPointsForSurface(const File3dPoints* data, int i_surf_index) 

    return *data[i_surf_index].getNumPoints(); 

File3dPoints* 可以在 C# 中用IntPtr 编组：

IntPtr inst = LoadLibrary("mydll.dll");
IntPtr data = InitFile3dPoints(filename);

最后不要忘记在释放数据的地方添加DisposeFile3dPoints 函数：

void DisposeFile3dPoints(File3dPoints* data)

    if (data != NULL)
        delete data;

一般来说，要使 DLL “线程安全”（根据您的问题的上下文），您应该使每个函数自包含（它需要的所有数据都来自其参数，它没有任何本地静态变量或全局变量）。请注意，这并不能使其在更广泛的意义上真正成为线程安全的（例如，如果您将向该数据公开一个写入函数，那么您仍然需要保护访问，但可以更轻松地完成C# 方面）。

您可以更好地将所有这些函数封装在一个 C# 类中，用户甚至不会看到：

public class File3D : IDisposable

    public File3D(string path)
    
        // Initialize. Call InitFile3dPoints
    

    ~File3D()
    
        // Call Dispose(false)
    

    public void Dispose()
    
        Dispose(true);
        GC.SuppressFinalize(this);
    

    private IntPtr _data;

    private void Dispose(bool disposing)
    
        // Unmanaged resource, ignore disposing parameter
        // and call DisposeFile3dPoints
    

【讨论】：

非常感谢您的回答！很好的解释！

很好的答案，解决了我长期存在的问题。谢谢！

【参考方案2】：

使用互斥锁保护对全局变量的访问。更好的是，不要使用全局变量。

【讨论】：

或者如果可能的话使用 std::atomic

不要使用 std::atomic 也不要使用互斥锁。只需停止使用全局变量。如果可能，应避免使用锁。它们阻碍了扩展。所以，在这种不需要锁的情况下，不要使用它们！

【参考方案3】：

重新组织您的代码，使InitFile3dPoint() 返回一个File3dPoints，然后您将其作为上下文传递给其他函数。典型的方法是返回一个指向动态分配实例的指针。然后，您必须注意适当的所有权和解除分配管理，但即使没有任何互斥体，您也会使 DLL 本身成为线程安全的。