VC++動態連結庫(DLL)程式設計深入淺出(一)
1.概論
先來闡述一下DLL(Dynamic Linkable Library)的概念,你可以簡單的把DLL看成一種倉庫,它提供給你一些可以直接拿來用的變數、函式或類。在倉庫的發展史上經歷了“無庫-靜態連結庫-動態連結庫”的時代。
靜態連結庫與動態連結庫都是共享代 碼的方式,如果採用靜態連結庫,則無論你願不願意,lib中的指令都被直接包含在最終生成的EXE檔案中了。但是若使用DLL,該DLL不必被包含在最終 EXE檔案中,EXE檔案執行時可以“動態”地引用和解除安裝這個與EXE獨立的DLL檔案。靜態連結庫和動態連結庫的另外一個區別在於靜態連結庫中不能再包 含其他的動態連結庫或者靜態庫,而在動態連結庫中還可以再包含其他的動態或靜態連結庫。
對動態連結庫,我們還需建立如下概念:
(1)DLL 的編制與具體的程式語言及編譯器無關
只要遵循約定的DLL介面規範和呼叫方式,用各種語言編寫的DLL都可以相互呼叫。譬如Windows提供的系統DLL(其中包括了Windows的API),在任何開發環境中都能被呼叫,不在乎其是Visual Basic、Visual C++還是Delphi。
(2)動態連結庫隨處可見
我 們在Windows目錄下的system32資料夾中會看到kernel32.dll、user32.dll和gdi32.dll,windows的大多 數API都包含在這些DLL中。kernel32.dll中的函式主要處理記憶體管理和程序排程;user32.dll中的函式主要控制使用者介面;gdi32.dll中的函式則負責圖形方面的操作。
一般的程式設計師都用過類似MessageBox的函式,其實它就包含在user32.dll這個動態連結庫中。由此可見DLL對我們來說其實並不陌生。
(3)VC動態連結庫的分類
Visual C++支援三種DLL,它們分別是Non-MFC DLL(非MFC動態庫)、MFC Regular DLL(MFC規則DLL)、MFC Extension DLL(MFC擴充套件DLL)。
非MFC動態庫不採用MFC類庫結構,其匯出函式為標準的C介面,能被非MFC或MFC編寫的應用程式所呼叫;MFC規則DLL 包含一個繼承自CWinApp的類,但其無訊息迴圈;MFC擴充套件DLL採用MFC的動態連結版本建立,它只能被用MFC類庫所編寫的應用程式所呼叫。
由於本文篇幅較長,內容較多,勢必需要先對閱讀本文的有關事項進行說明,下面以問答形式給出。
問:本文主要講解什麼內容?
答:本文詳細介紹了DLL程式設計的方方面面,努力學完本文應可以對DLL有較全面的掌握,並能編寫大多數DLL程式。
問:如何看本文?
答:本文每一個主題的講解都附帶了原始碼例程,可以隨文下載(每個工程都經WINRAR壓縮)。所有這些例程都由筆者編寫並在VC++6.0中除錯通過。
當然看懂本文不是讀者的最終目的,讀者應親自動手實踐才能真正掌握DLL的奧妙。
問:學習本文需要什麼樣的基礎知識?
答:如果你掌握了C,並大致掌握了C++,瞭解一點MFC的知識,就可以輕鬆地看懂本文。
2.靜態連結庫
對靜態連結庫的講解不是本文的重點,但是在具體講解DLL之前,通過一個靜態連結庫的例子可以快速地幫助我們建立“庫”的概念。
圖1 建立一個靜態連結庫
如圖1,在VC++6.0中new一個名稱為libTest的static library工程(單擊此處下載本工程附件 ),並新建lib.h和lib.cpp兩個檔案,lib.h和lib.cpp的原始碼如下:
編譯這個工程就得到了一個.lib檔案,這個檔案就是一個函式庫,它提供了add的功能。將標頭檔案和.lib檔案提交給使用者後,使用者就可以直接使用其中的add函數了。
標準Turbo C2.0中的C庫函式(我們用來的scanf、printf、memcpy、strcpy等)就來自這種靜態庫。
下面來看看怎麼使用這個庫,在libTest工程所在的工作區內new一個libCall工程。libCall工程僅包含一個main.cpp檔案,它演示了靜態連結庫的呼叫方法,其原始碼如下:
靜態連結庫的呼叫就是這麼簡單,或許我們每天都在用,可是我們沒有明白這個概念。程式碼中#pragma comment( lib , "..debuglibTest.lib" )的意思是指本檔案生成的.obj檔案應與libTest.lib一起連線。
如果不用#pragma comment指定,則可以直接在VC++中設定,如圖2,依次選擇tools、options、directories、library files選單或選項,填入庫檔案路徑。圖2中加紅圈的部分為我們新增的libTest.lib檔案的路徑。
圖2 在VC中設定庫檔案路徑
這個靜態連結庫的例子至少讓我們明白了庫函式是怎麼回事,它們是哪來的。我們現在有下列模糊認識了:
(1)庫不是個怪物,編寫庫的程式和編寫一般的程式區別不大,只是庫不能單獨執行;
(2)庫提供一些可以給別的程式呼叫的東東,別的程式要呼叫它必須以某種方式指明它要呼叫之。
以上從靜態連結庫分析而得到的對庫的懵懂概念可以直接引申到動態連結庫中,動態連結庫與靜態連結庫在編寫和呼叫上的不同體現在庫的外部介面定義及呼叫方式略有差異。
3.庫的除錯與檢視
在具體進入各類DLL的詳細闡述之前,有必要對庫檔案的除錯與檢視方法進行一下介紹,因為從下一節開始我們將面對大量的例子工程。
由 於庫檔案不能單獨執行,因而在按下F5(開始debug模式執行)或CTRL+F5(執行)執行時,其彈出如圖3所示的對話方塊,要求使用者輸入可執行檔案的 路徑來啟動庫函式的執行。這個時候我們輸入要呼叫該庫的EXE檔案的路徑就可以對庫進行除錯了,其除錯技巧與一般應用工程的除錯一樣。
圖3 庫的除錯與“執行”
通常有比上述做法更好的除錯途徑,那就是將庫工程和應用工程(呼叫庫的工程)放置在同一VC工作區,只對應用工程進行除錯,在應用工程呼叫庫中函式的語句處設定斷點,執行後按下F11,這樣就單步進入了庫中的函式。第2節中的libTest和libCall工程就放在了同一工作區,其工程結構如圖4所示。
圖4 把庫工程和呼叫庫的工程放入同一工作區進行除錯
上述除錯方法對靜態連結庫和動態連結庫而言是一致的。所以本文提供下載的所有原始碼中都包含了庫工程和呼叫庫的工程,這二者都被包含在一個工作區內,這是筆者提供這種打包下載的用意所在。
動態連結庫中的匯出介面可以使用Visual C++的Depends工具進行檢視,讓我們用Depends開啟系統目錄中的user32.dll,看到了吧?紅圈內的就是幾個版本的MessageBox了!原來它真的在這裡啊,原來它就在這裡啊!
圖5 用Depends檢視DLL
當然Depends工具也可以顯示DLL的層次結構,若用它開啟一個可執行檔案則可以看出這個可執行檔案呼叫了哪些DLL。
好,讓我們正式進入動態連結庫的世界,先來看看最一般的DLL,即非MFC DLL