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为什么动态链接库以"错误"的方式被卸载?

2023-03-14 09:31:51 时间

​当程序启动或加载 DLL 时,加载器将生成该程序/DLL 引用的所有 DLL、该 DLL 的依赖项等的依赖项树。然后,它确定初始化这些 DLL 的正确顺序,以便在初始化它所依赖的所有 DLL 之前,不会初始化任何 DLL。(当然,如果你有一个循环依赖关系,那么它就会崩溃。众所周知,从 DLL 的DLL_PROCESS_ATTACH 通知中调用加载库函数或 LoadLibraryEx 函数也会弄乱这些依赖项的计算过程。)

同样,当卸载 DLL 或程序终止时,将进行反初始化,以便在 DLL 的所有依赖项之后反初始化该 DLL。

但是,当你手动加载 DLL 时,关键信息会丢失:即调用 LoadLibrary 的 DLL 取决于正在被加载的 DLL。因此,如果 A.DLL 手动加载 B.DLL,则不能保证 A.DLL 将在 B.DLL 之前卸载。这意味着,例如,像下面这样的代码是不可靠的:

在标记为 “oops” 的行中,不能保证 B.DLL 仍在内存中,因为 B.DLL 不会出现在 A.DLL 的依赖项列表中,即使存在由对 LoadLibrary 的调用导致的运行时生成的动态依赖项。

为什么加载器无法跟踪此动态依赖项?换句话说,当A.DLL调用LoadLibrary(“B.DLL”) 时,为什么加载器不能自动说“好吧,现在A.DLL依赖于B.DLL”?

首先,因为正如我在之前的文章中所指出的,你不能相信返回地址。

其次,即使你可以相信返回地址,你仍然不能相信返回地址。我们看看下面的代码:

在这种情况下,B.DLL 的加载不是直接从A.DLL发生的,而是通过中间(在本例中为中间函数)发生的。即使你可以相信返回地址,依赖项也会分配给 MID.DLL 而不是A.DLL。

你可能会问,”什么样的人会写出像中函数这样的函数呢?”。这种中间函数在帮助函数/包装器函数很常见,或者为了提供额外的生存期管理功能(尽管它现在不再这样做了,但是它曾经这样做过)。

第三,有调用 GetModuleHandle 函数的情况。我们看看下面的代码:

我们对 GetModuleHandle 的调用,是否应创建依赖项呢?

另请注意,DLL 之间存在的依赖关系不仅仅是对 LoadLibrary 的调用。例如,如果将回调函数指针传递给另一个 DLL,则就会创建一个反向依赖项。

最后要注意的是,这种隐式依赖关系,就像上面写的那样很难看到,一旦你把全局析构函数扔进去,情况就更糟了。例如下面的代码:

DLL 依赖项现在隐藏在 SomethingHolder 类中,当 A.DLL 卸载时,g_SomethingHolder的析构函数将运行并尝试与 B.DLL 通信。随之而来的,是程序的不可预知的行为。

总结

尽量不对系统运行行为做出过多的假设,严格按照 MSDN 所说的,老老实实写你的代码,基本不会有大错误。