DLL动态链接库编程入门之一:DLL概论及其调试和查看

发布时间:2017-1-17 20:58:18 编辑:www.fx114.net 分享查询网我要评论
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   比较大的应用程序都是由很多模块组成的,这些模块彼此协作,以完成整个软件系统的工作。其中可能存在一些模块的功能较为通用,在构造其他软件系统时仍会被使用。在构造软件系统时,如果将所有模块的源代码都静态编译到整个应用程序EXE 文件中,会产生一些问题。一是增加了应用程序的大小,这样会占用更多的磁盘空间,程序运行时也会消耗较大的内存空间,造成系统资源的浪费;另外,在编写大的EXE 程序时,每次修改重建时都必须调整编译所有源代码,不但增加了编译过程的复杂性,也不利于阶段性的单元测试。        Windows 系统平台上提供了一种完全不同的有效编程和运行环境,可以将独立的程序模块创建为较小的动态链接库(Dynamic Linkable Library)文件,并可对它们单独进行编译和测试。在运行时,只有在EXE 程序确实要调用这些DLL 模块的情况下,系统才会将它们装载到内存空间中。这种方式不仅减少了EXE 文件的大小和对内存空间的需求,而且使这些DLL 模块可以同时被多个应用程序使用,从而充分利用资源。        本系列DLL动态链接库编程教程的作者是宋宝华,编译环境采用的是VC++6.0。        1、DLL动态链接库概论   先来阐述一下DLL(Dynamic Linkable Library)的概念,你可以简单的把DLL看成一种仓库,它提供给你一些可以直接拿来用的变量、函数或类。在仓库的发展史上经历了“无库-静态链接库-动态链接库”的时代。   静态链接库与动态链接库都是共享代码的方式,如果采用静态链接库,则无论你愿不愿意,lib中的指令都被直接包含在最终生成的EXE文件中了。但是若使用DLL,该DLL不必被包含在最终EXE文件中,EXE文件执行时可以“动态”地引用和卸载这个与EXE独立的DLL文件。静态链接库和动态链接库的另外一个区别在于静态链接库中不能再包含其他的动态链接库或者静态库,而在动态链接库中还可以再包含其他的动态或静态链接库。   对动态链接库,我们还需建立如下概念:   (1)DLL 的编制与具体的编程语言及编译器无关   只要遵循约定的DLL接口规范和调用方式,用各种语言编写的DLL都可以相互调用。譬如Windows提供的系统DLL(其中包括了Windows的API),在任何开发环境中都能被调用,不在乎其是Visual Basic、Visual C++还是Delphi。   (2)动态链接库随处可见   我们在Windows目录下的system32文件夹中会看到kernel32.dll、user32.dll和gdi32.dll,windows的大多数API都包含在这些DLL中。kernel32.dll中的函数主要处理内存管理和进程调度;user32.dll中的函数主要控制用户界面;gdi32.dll中的函数则负责图形方面的操作。   一般的程序员都用过类似MessageBox的函数,其实它就包含在user32.dll这个动态链接库中。由此可见DLL对我们来说其实并不陌生。   (3)VC动态链接库的分类   Visual C++支持三种DLL,它们分别是Non-MFC DLL(非MFC动态库)、MFC Regular DLL(MFC规则DLL)、MFC Extension DLL(MFC扩展DLL)。   非MFC动态库不采用MFC类库结构,其导出函数为标准的C接口,能被非MFC或MFC编写的应用程序所调用;MFC规则DLL 包含一个继承自CWinApp的类,但其无消息循环;MFC扩展DLL采用MFC的动态链接版本创建,它只能被用MFC类库所编写的应用程序所调用。        2、静态链接库   对静态链接库的讲解不是本文的重点,但是在具体讲解DLL之前,通过一个静态链接库的例子可以快速地帮助我们建立“库”的概念。   图1 建立一个静态链接库   如图1,在VC++6.0中new一个名称为libTest的static library工程(单击此处下载本工程附件),并新建lib.h和lib.cpp两个文件,lib.h和lib.cpp的源代码如下: C++代码 //文件:lib.h   #ifndef LIB_H    #define LIB_H   extern "C" int add(int x,int y);   //声明为C编译、连接方式的外部函数    #endif      //文件:lib.cpp   #include "lib.h"    int add(int x,int y)   {    return x + y;   }          编译这个工程就得到了一个.lib文件,这个文件就是一个函数库,它提供了add的功能。将头文件和.lib文件提交给用户后,用户就可以直接使用其中的add函数了。   标准Turbo C2.0中的C库函数(我们用来的scanf、printf、memcpy、strcpy等)就来自这种静态库。        下面来看看怎么使用这个库,在libTest工程所在的工作区内new一个libCall工程。libCall工程仅包含一个main.cpp文件,它演示了静态链接库的调用方法,其源代码如下: C++代码 #include <stdio.h>   #include "..\lib.h"    #pragma comment( lib, "..\\debug\\libTest.lib" )  //指定与静态库一起连接   int main(int argc, char* argv[])    {   printf( "2 + 3 = %d", add( 2, 3 ) );    }          静态链接库的调用就是这么简单,或许我们每天都在用,可是我们没有明白这个概念。代码中#pragma comment( lib , "..\\debug\\libTest.lib" )的意思是指本文件生成的.obj文件应与libTest.lib一起连接。   如果不用#pragma comment指定,则可以直接在VC++中设置,如图2,依次选择tools、options、directories、library files菜单或选项,填入库文件路径。图2中加红圈的部分为我们添加的libTest.lib文件的路径。 图2 在VC中设置库文件路径   这个静态链接库的例子至少让我们明白了库函数是怎么回事,它们是哪来的。我们现在有下列模糊认识了:   (1)库不是个怪物,编写库的程序和编写一般的程序区别不大,只是库不能单独执行;        (2)库提供一些可以给别的程序调用的东东,别的程序要调用它必须以某种方式指明它要调用之。   以上从静态链接库分析而得到的对库的懵懂概念可以直接引申到动态链接库中,动态链接库与静态链接库在编写和调用上的不同体现在库的外部接口定义及调用方式略有差异。        3、库的调试与查看   在具体进入各类DLL的详细阐述之前,有必要对库文件的调试与查看方法进行一下介绍,因为从下一节开始我们将面对大量的例子工程。   由于库文件不能单独执行,因而在按下F5(开始debug模式执行)或CTRL+F5(运行)执行时,其弹出如图3所示的对话框,要求用户输入可执行文件的路径来启动库函数的执行。这个时候我们输入要调用该库的EXE文件的路径就可以对库进行调试了,其调试技巧与一般应用工程的调试一样。 图3 库的调试与“运行”   通常有比上述做法更好的调试途径,那就是将库工程和应用工程(调用库的工程)放置在同一VC工作区,只对应用工程进行调试,在应用工程调用库中函数的语句处设置断点,执行后按下F11,这样就单步进入了库中的函数。第2节中的libTest和libCall工程就放在了同一工作区,其工程结构如图4所示。 图4 把库工程和调用库的工程放入同一工作区进行调试   上述调试方法对静态链接库和动态链接库而言是一致的。所以本文提供下载的所有源代码中都包含了库工程和调用库的工程,这二者都被包含在一个工作区内,这是笔者提供这种打包下载的用意所在。        动态链接库中的导出接口可以使用Visual C++的Depends工具进行查看,让我们用Depends打开系统目录中的user32.dll,看到了吧?红圈内的就是几个版本的MessageBox了!原来它真的在这里啊,原来它就在这里啊! 图5 用Depends查看DLL   当然Depends工具也可以显示DLL的层次结构,若用它打开一个可执行文件则可以看出这个可执行文件调用了哪些DLL。   下一篇我们就将正式步入DLL动态链接库编程的世界,首先会讲解的是最一般的DLL,也就是非MFC DLL。

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