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C++ DLL 工程创建与使用

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2023-02-26 09:46:39 时间

DLL，是 Dynamic Link Library的缩写，中文名 动态链接库。DLL是一个包含可由多个程序，同时使用的代码和数据的库。 本文简介DLL 概念，记录 DLL 工程创建与使用方法。

简介

  • 动态链接库（ Dynamic-link library，缩写为 DLL） 是微软公司在windows 系统中实现共享函数库概念的一种实现方式。所谓动态链接，就是把常用的公共函数封装到 DLL 文件中，当程序需要用到这些函数时，系统才会动态地将 DLL 加载到内存中使用。
  • 调用方式主要分为两种：
    1. 静态加载： 启动时加载DLL：需要使用.h头文件和.lib文件
    2. 动态加载： 运行时加载DLL：使用LoadBibrary() GetProcessAddress()
  • 动态链接库的扩展名： .dll, .ocx 或者 .drv(驱动程序)。

动态链接库的优势

  • 由于 DLL 可以在需要时加载，因此可以节约内存空间，提升运行效率；
  • 更新 DLL 不需要重新编译链接整个程序，仅更换 DLL、lib 、头文件等文件即可。

调用方式

定义外部接口

  • 不是所有 dll 中的函数都可以在装载后调用，需要向外开放的内容在声明时需要加前缀 __declspec(dllexport)
  • 我看到的现象是如果需要动态加载的函数，还额外需要定义在 extern "C" 函数体中

静态加载

  • 静态加载 dll 是在程序启动时加载，需要使用.h头文件和.lib文件
  • 在应用程序中引入 dll 的头文件声名接口，引入库 lib 文件，在程序目录中包含 dll 文件，即可将 dll 中向外开放的接口当作正常接口使用

动态加载

  • 可以在程序运行过程中随时动态加载 dll 中为动态加载开放的函数
  • 完整使用流程如下：
  1. 声明函数指针 typedef DWORD(*MYDEMOW)();
  2. 定义函数指针变量 MYDEMOW demo =
  3. 动态加载DLL到内存 hmo = LoadLibrary(_T("DLL2.dll"));
  4. 函数指针变量接收DLL中加载函数的地址 MYDEMOW demo= (MYDEMOW)GetProcAddress(hmo, "DEMOW")
  5. 调用函数指针 demo();
  6. 释放动态链接库 FreeLibrary(hmo);

动态链接库搜索顺序

  • 对于Windows，加载动态链接库时：
    • 如果内存中已经有同module名的DLL，除非是DLL redirection或manifest，否则直接就用内存中这个DLL而不再搜索。
    • 如果DLL名字属于当前Windows版本的Known DLL，则必须用Known DLL。清单见 HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Session Manager\KnownDLLs.
    • 如果DLL有依赖DLL，操作系统按缺省标准规则根据module名字搜索依赖DLL。即使第一个DLL指定了全路径。
  • Windows Desktop应用程序的DLL标准搜索序：
  1. 应用程序所在目录；
  2. 系统目录。GetSystemDirectory函数返回该目录。
  3. 16比特系统目录；
  4. Windows目录。使用GetWindowsDirectory函数返回该目录。
  5. 当前（工作）目录；
  6. 环境变量PATH中列出的目录。
  • 如果SafeDllSearchMode被禁止，则当前目录成为第二个被搜索的目录。

创建 DLL

  • 以 Visual Studio 2017 环境为例：
  • 文件 -> 新建 -> 项目 -> Visual C++ -> Windows 桌面 -> 动态链接库。
  • 我给项目起名 dll_demo
  • 新建头文件 dll.h​，在其中声明外界调用的类和接口，我在这里设置了几种示例，用于静态、动态调用测试：

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#pragma once#ifdef CREATEDELL_API_DU#else #define CREATEDELL_API_DU _declspec(dllimport) //当编译时，头文件不参加编译，所以.cpp文件中先定义，后头文件被包含进来，因此外部使用时，为dllexport，而在内部编译时，则为dllimport#endif // 静态加载测试类class CREATEDELL_API_DU animal //需要被外界调用的类（父类）{public: virtual int outDate() = 0; //纯虚函数 void getWide(int x); void getHigh(int y);protected: int wide; int high;};class CREATEDELL_API_DU cat :public animal //需要被调用的类（子类cat）{public: int outDate();};class CREATEDELL_API_DU dog :public animal //需要被调用的类（子类dog）{public: int outDate();};// 静态/动态 加载测试函数int square1(int x);extern "C"{ __declspec(dllexport) int square2(int x);}__declspec(dllexport) int square3(int x);//动态加载测试类class Math{public: virtual double add(double a, double b) = 0; virtual double substract(double a, double b) = 0; virtual double multiply(double a, double b) = 0; virtual double divide(double a, double b) = 0; virtual ~Math() {};};extern "C"{ __declspec(dllexport) Math* FactoryCreate(); __declspec(dllexport) void FactoryDestroy(Math* pmath);}class MathImplementation : public Math{public: double add(double a, double b); double substract(double a, double b); double multiply(double a, double b); double divide(double a, double b);};

新建 dll.cpp 源文件，在其中完成对外类、接口的实现

在源文件开头需要引入 pch.h

加入 #include "pch.h", 否则会报错 1错误 C1010 在查找预编译头时遇到意外的文件结尾。是否忘记了向源中添加“#include "pch.h"”? dll_demo

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#include "pch.h"#define CREATEDELL_API_DU _declspec(dllexport)#include <iostream>#include "dll.h"using namespace std;//父类中函数实现 //静态加载类实现void animal::getWide(int x) { wide = x;}void CREATEDELL_API_DU animal::getHigh(int y) { high = y;}//子类cat中数据输出实现int CREATEDELL_API_DU cat::outDate() { return (wide + high); wide += wide; high += high;}//子类dog数据输出实现int CREATEDELL_API_DU dog::outDate() { return (wide - high);}//函数的实现//测试函数实现int square1(int x){ return x * x;}int square2(int x){ return x * x;}int square3(int x){ return x * x;}//动态加载测试类实现Math* FactoryCreate(){ return new(std::nothrow) MathImplementation; //注意返回的是实现类的指针}void FactoryDestroy(Math* pmath){ delete pmath;}double MathImplementation::add(double a, double b){ return a + b;}double MathImplementation::substract(double a, double b){ return a - b;}double MathImplementation::multiply(double a, double b){ return a * b;}double MathImplementation::divide(double a, double b){ return a / b;}

  • 我选择了 Debug x86 平台，生成解决方案
  • 在项目文件夹可以看到生成的 dll , lib 等文件
  • 至此我们完成了 dll 的创建

加载使用 DLL

  • 在已经生成好 dll 、 lib 、.h 后，我们就可以着手使用了
  • 创建 Visual C++ 空项目，取名 dll_load
  • 我们采用运用 dll，lib, .h 文件的方式调用 dll
  • 需要配置包含目录包含 dll.h
  • 加入 lib 文件所在路径，作为库目录
  • 添加 lib 文件作为依赖项
  • 将dll 文件拷贝到项目源文件夹用于静态加载
  • 创建源文件,起名 load.cpp
  • 加入调用 dll 代码，其中包含了静态、动态加载 dll 函数、类的简单示例，一些需要注意的点我写在注释里了

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#include<iostream>#include <Windows.h>#include <string>#include "dll.h"typedef int(*test_func1)(int);typedef int(*FUN_SUB)(int, int);typedef Math* (*PFNFACTORYCREATE)();typedef void(*PFNFACTORYDESTROY)(Math*);using std::wstring;using std::to_wstring;using namespace std;bool main(){ // 静态调用函数测试 cout << endl << "静态调用函数测试" << endl; // cout << square1(7) << endl; // 由于在 dll 创建时未声名 __declspec(dllexport)，因此会报错“无法解析的外部符号” cout << square2(7) << endl; cout << square3(7) << endl; // 静态调用类测试 cout << endl << "静态调用类测试" << endl; dog dog; //实例化dog对象、赋值、并输出。 dog.getHigh(5); dog.getWide(6); cout << dog.outDate() << endl; cat cat; //实例化cat对象、赋值、并输出 cat.getHigh(16); cat.getWide(4); cout << cat.outDate() << endl; Math * sta_obj = FactoryCreate(); cout << sta_obj->add(1.0, 2.0) << endl; cout << sta_obj->substract(1.0, 2.0) << endl; cout << sta_obj->multiply(1.0, 2.0) << endl; cout << sta_obj->divide(1.0, 2.0) << endl; FactoryDestroy(sta_obj); // 动态加载DLL cout << endl << "动态加载DLL" << endl; HMODULE hModule = LoadLibrary("dll_demo.dll"); if (hModule == nullptr) { std::cout << "加载DLL失败！\n"; return 0; } // 动态加载 dll 函数 cout << endl << "动态加载 dll 函数" << endl; test_func1 dllFuntest1 = test_func1(GetProcAddress(hModule, "square1")); // 由于未进行 __declspec(dllexport) 声名，加载失败 test_func1 dllFuntest2 = test_func1(GetProcAddress(hModule, "square2")); test_func1 dllFuntest3 = test_func1(GetProcAddress(hModule, "square3")); // 由于未写入 extern "C"，动态加载失败，但可以静态加载 if (dllFuntest1 == nullptr) { std::cout << "dllFuntest1 加载函数失败！\n"; } if (dllFuntest2 == nullptr) { std::cout << "dllFuntest2 加载函数失败！\n"; } if (dllFuntest3 == nullptr) { std::cout << "dllFuntest3 加载函数失败！\n"; } std::cout << dllFuntest2(7) << std::endl; // 动态加载 dll 类 cout << endl << "动态加载、使用 dll 类" << endl; PFNFACTORYCREATE FactoryCreate = PFNFACTORYCREATE(GetProcAddress(hModule, "FactoryCreate")); PFNFACTORYDESTROY FactoryDestroy = PFNFACTORYDESTROY(GetProcAddress(hModule, "FactoryDestroy")); if (FactoryCreate == nullptr) { std::cout << "加载类定义失败！\n"; return 0; } Math *pmath = FactoryCreate(); cout << pmath->add(1.0, 2.0) << endl; cout << pmath->substract(1.0, 2.0) << endl; cout << pmath->multiply(1.0, 2.0) << endl; cout << pmath->divide(1.0, 2.0) << endl; FreeLibrary(hModule); system("pause"); return 0;}

  • 运行代码，看到调用 dll 得到的输出

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静态调用函数测试4949静态调用类测试1203-120.5动态加载DLL动态加载 dll 函数dllFuntest1 加载函数失败！dllFuntest3 加载函数失败！49动态加载、使用 dll 类3-120.5请按任意键继续. . .

错误记录

1

Error C2375 'onnx_inference::initModel': redefinition; different linkage

  • 在头文件中未给类定义添加CREATEDELL_API_DU修饰时，cpp中类成员函数会出现以上错误。

参考资料

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