如何在 C++ 中构建与运行时版本无关的 DLL？

Posted 2023-02-21

【中文标题】如何在 C++ 中构建与运行时版本无关的 DLL？

【英文标题】：How do I build a runtime version agnostic DLL in C++?

【发布时间】：2011-06-01 18:29:21

【问题描述】：

我的产品是一个 C++ 库，它在 Windows 上以 dll 形式分发。它很少使用 c-runtime（基本的 iostream 就是这样），所以我确信所有最新版本的 CRT 都可以。

由于我的客户应该使用我的 dll 构建他的应用程序，我不想将任何特定的运行时版本强加给他。我希望我的 dll 绑定到我的客户端应用程序正在使用的任何运行时库版本（我可以假设他将为他的 CRT 使用动态链接）。毕竟，这不就是动态链接的全部意义吗？这可能吗？

编辑：将 dll 与静态运行时库链接也不起作用，因为静态运行时（来自 dll）和动态运行时（来自客户端应用程序）将混合在一起，这很糟糕。

编辑：我主要要问的是如何告诉运行时加载程序将我的 dll 与应用程序链接的任何 CRT 链接？也许与清单有关？ 更一般地说，我的问题是如何构建一个行为良好的 dll，供构建自己的应用程序的客户使用？

编辑：感谢答案中的建议，我已将所有对 std 类的引用转移到我的标题中的内联函数中，并将我的 dll 与静态运行时库链接起来。它现在似乎甚至可以在与不同 CRT 版本链接的应用程序中工作。

【问题讨论】：

也许，但我的问题仍然存在。我当然不会做任何可能在某些版本的 CRT 中被破坏的花哨的事情。

您不必为了与特定的 CRT 耦合而做一些“花哨”的事情。

C++ + DLLs == 痛苦。我强烈建议在 DLL 之间公开 C-only 接口。

你的 DLL 不会改变吗？如果是，则无论您选择何种技术，您仍将处理版本。使用 COM 至少使版本非常清晰。

【参考方案1】：

没有真正的方法可以确保您的 DLL 与多个运行时一起工作——它们之间的任何类型变化都可能导致不兼容。例如，对象的大小可以更改，或者对象中成员的位置。在 C++ 中这种事情几乎没有空间。

您可以做的最好的事情是静态链接到运行时并确保导出的 API 仅限于您严格控制的类型 - 不将 std::string 传递给函数，不将 stdlib 类型作为成员，并且不要 @ 987654322@ 在一个 DLL 中，delete 在另一个 DLL 中。不要为同一个对象混合内联函数和导出函数（包括构造函数/析构函数），因为编译器之间的成员顺序和填充可能会发生变化。 pimpl 成语在这里可能会有所帮助。

【讨论】：

您认为这是作为 dll 交付的产品的常见做法吗？

我不知道这是否是“标准实践”（如果真的存在这样的动物的话）。但这当然是合理的建议。我在我的 DLL 中更进一步，并将函数限制为可以使用“C”调用的东西。

由于这些复杂性，许多人避免导出运行时可移植的 C++ 函数，但这样做是常见做法。

解决这个问题的一种常用方法（在 Windows 中）是使用 COM。当然，COM 本身在 C++ 中生产和使用是一件很痛苦的事情，而且版本控制往往是一个大问题。我更喜欢的解决方案是不使用 C++ :)

【参考方案2】：

如果您跨 DLL 边界公开任何 C++ 对象，那么这是不可能的。您可以做的（我们使用 3rd-party DLL 执行此操作）以多种配置（32 位/64 位、调试/发布、静态/动态运行时、静态/动态库）构建您的库以满足尽可能多的人。刚开始设置可能有点乏味，但是一旦您设置了所有配置，只需构建所有配置即可。当然，您还需要考虑要针对哪个运行时构建（vc8、vc9、vc10 等），因此如果您想涵盖所有基础，您可以进行大量配置。

【讨论】：

为什么讨厌 Windows？此线程中的任何罪行都是无辜的。

呃，也许不是。我只是感觉 Windows CRT 更改版本和破坏兼容性比在 linux 上更多。也许我错了。

windows C 运行时不同，因为每台机器只有一个，所以没有问题。您一直在讨论完全不同的 MSVC 运行时。

【参考方案3】：

将您的 DLL 与静态运行时库链接应该可以工作，但您必须非常小心内存管理（例如，调用您的 DLL 的人不能释放（）或删除 DLL 分配的任何内容）并且您不能交换标准 C 数据结构（例如 FILE*）。 （我错过了什么吗？）

【讨论】：

嗯，那会是个问题。从到目前为止答案的主旨来看，答案似乎是：“不，你不能那样做。dll和使用它们的应用程序应该使用相同的CRT”

而且，顺便说一句，为什么释放（）由不同 CRT 分配的对象会有问题？ Windows CRT 是否改变了它在版本之间存储大小信息的方式？

很可能，所有运行时库最终都会调用相同的基本 win32 函数来为进程分配内存。不同之处在于每个运行时库实例都将保留与分配的每个对象关联的“额外”簿记数据（使用 new 或 malloc()）。如果一个 DLL 使用自己的运行时分配内存，而进程使用自己的运行时删除该内存，则其中之一或两者的堆可能会损坏。最终答案，不要混用。

@pron：不仅是版本之间，还有配置之间。考虑调试与发布版本。所以你也不能混合这些DLL。在我看来，最好的方法是，每个对象都会带来毁灭自己的手段，而不必依赖某些外部手段。最后，这将意味着与 COM 中的接口类似的机制，当它们的引用计数下降到零时，它就会死掉。

不同的配置可能是更大的问题。 CRT 调试堆做了一堆特殊的记账（参见nobugs.org/developer/win32/debug_crt_heap.html），我预计这会使其与发布版本不兼容。无论如何，不​​同的 CRT 版本可能使用相同的堆和相同的簿记方法，但您不能依赖它（因为 MS 可以随意更改版本之间的任何内容，而不必记录这些更改。）所以要找出两个版本是否兼容你必须做一些实验。我个人没有做过这样的实验。

【参考方案4】：

您可以通过对 I/O 使用 WinAPI 调用和任何其他可能依赖于运行时的方法来实现此目的。

最痛苦的部分是您可能必须覆盖全局new 和delete 才能独占使用WinAPI 函数，因为它们很可能在内部使用malloc/free。这还有许多其他痛苦的方面，我的意见是不值得麻烦。 Here 是一篇涵盖该主题的文章。

【讨论】：

关于这个的有趣是 HeapAlloc 和 HeapFree（来自 kernel32.lib）甚至比 MSVCRT dll 的 malloc/free 实现还要快。

是的，我认为这也不值得，所以假设我确实需要 CRT。

DLL 的 ABI 兼容性较差。我认为您无法确保它可以使用不同的运行时。例如，Qt 为 MSVC 和 Mingw 提供了不同的 DLL。

【参考方案5】：

如果您想以运行时中立的方式公开您的对象，那么除了 COM 之外我看不到任何解决方案。

【参考方案6】：

嗯，C 运行时和 C++ 运行时之间存在巨大差异。如果您在哪里使用 msvcrt.dll，它近年来已成为真正的系统 DLL，您可以依赖它在 XP 及更高版本上的存在（尽管对于 Windows 2000，您需要一些可再发行版本 6 的 msvcrt.dll ）。您可以通过使用最新 WDK（Windows 驱动程序工具包）的编译器编译您的代码来使用 msvcrt.dll。尽管这是用户模式代码，但这是一种可行且良好的编译方法。

然而，IOStreams 需要 C++ 运行时。这让事情变得非常复杂。

编辑：将 dll 链接到 静态运行时库也不起作用， 因为那时静态运行时（来自 dll）和动态运行时（来自 客户的应用程序）将是 混合，这很糟糕。

好吧，如果你以这种方式混合代码，你的设计就有问题。在运行 DLL 的调试版本和其他代码的发布版本时，您会遇到类似的问题，反之亦然。

我只能建议您直接使用 COM，或者 - 如果太大 - 尝试模仿 COM 的一些想法。最重要的是你有一个工厂函数，并且在这两段代码（即 DLL 及其调用者）之间声明了一个（类）接口（并且永远不会改变）。工厂函数将返回该类的一个实例，该类将自行管理其生命周期（这意味着所有用于分配和释放的代码都将驻留在同一个实体中，即您的 DLL 中）。然后，生命周期管理将通过addref 和release 成员函数公开。 IUnknown 可以作为你的这个接口的基础，而不依赖于实际 COM 的其他部分。

编辑：我主要要问的是怎么做 我告诉运行时加载程序链接我的 dll 针对任何 CRT 应用程序与？某物 与清单，也许？更多的 一般来说，我的问题是如何构建 一个行为良好的 dll，那就是 客户使用他们自己的建筑 应用？

一点都不轻松。即使您安装了所有版本的 VS，您也必须编写脚本来摆脱这种困境以选择正确的版本。

【参考方案7】：

您的 dll 与编译它的 c-runtime 相关联。您的应用程序将始终使用此运行时。任何链接到您的 dll 的人都使用他们的 c-runtime。所以这不会有任何问题。

【讨论】：

那么，您的意思是最终的应用程序可能会链接到 2 个不同的运行时，这很好吗？

这可能不太“好”。取决于你的使用情况。

例如，如果您 new 使用一个 CRT 而 delete 它使用另一个 CRT，这可能不是“很好”。

好的，那么如果我想给我的客户一个表现良好的 dll 应该怎么做呢？

【参考方案8】：

如果您使用 C++，似乎不可能跨越运行时边界，除非您限制自己可以公开的内容。如前所述，std:: 对象不起作用（例如 std::string）。

这是一个会导致崩溃的小例子：

类基础 公开： 虚拟 ~Base() ;

类 ClassInDll：公共基础 上市： __declspec( dllexport ) ClassInDll( int arg ); __declspec(dllexport)~ClassInDll();

私人： int _arg; ;

如果这个类被编译成一个 VS2008 发布模式的 DLL，并且在 VS2008 调试模式下构建一个 .exe，执行以下操作：

ClassInDll* c = new ClassInDll( 1 ); 删除 c;

“删除 c”语句会导致崩溃。 这与 ClassInDll 有一个虚拟析构函数有关。

【讨论】：

@David Feurle：应用程序不会使用与 DLL 相同的运行时，这是问题的核心。