动态链接库(Dynamic Link Library,DLL)技术在程序设计中被广泛应用,以减少程序大小、节省空间、提高效率,增加程序的可扩展性,便于模块化管理,Windows和Linux操作系统都支持动态库的概念,但由于两者操作系统的不同,它们的动态库在格式、调用方式以及移植方面存在一定的差异。
一、Windows动态库分析
1、动态库技术
目的与优势:Windows中的动态链接库(DLL)用于实现应用程序共享资源、节省内存空间、提高使用效率,DLL文件包含外部函数和资源,有些只包含资源,如Windows字体资源文件,称为资源动态链接库,常见的DLL后缀包括.dll
,.drv
,.fon
等。
加载与调用:DLL在运行时被系统加载到进程的虚拟空间中,成为调用进程的一部分,只能被该进程的线程访问,根据调用方式不同,DLL的调用分为静态调用(隐式调用)和动态调用(显式调用):
静态调用:由编译系统完成对DLL的加载和卸载编码,调用方式简单,通常通过将生成的.lib
文件加入到应用程序工程中,并在源文件中声明DLL函数即可。
动态调用:由编程者用API函数加载和卸载DLL来达到调用目的,更复杂但能更有效地使用内存,常用函数包括LoadLibrary
(或MFC的AfxLoadLibrary
)、GetProcAddress
和FreeLibrary
(或MFC的AfxFreeLibrary
)。
创建DLL:在Windows中创建DLL非常方便,可以使用Visual C++创建基于C语言或MFC类库的DLL程序,每个DLL必须有一个入口点函数DllMain
,导出函数可以通过模块定义文件(.DEF
)的EXPORT部分指定,或使用MFC提供的修饰符号_declspec(dllexport)
。
2、移植方法与经验
移植步骤:将Visual C++编制的DLL移植到Linux下需要遵循一定的规则和经验,尽量不改变原有头文件的顺序,注意数据类型和关键字的差异,修改函数原型以适应Linux系统。
二、Linux动态库分析
1、共享对象技术
目的与优势:Linux采用共享对象技术(Shared Object),虽然其概念与Windows的动态库相对应,但不称为动态库,共享对象文件以.so
为后缀,方便程序间共享,节省程序占有空间,增加程序的可扩展性和灵活性。
加载与调用:Linux系统中创建和使用动态库较为简单,编译时加上-shared
选项即可生成共享对象,调用动态库时,源程序必须包含dlfcn.h
头文件,常用函数包括dlopen
、dlsym
和dlclose
。
打开动态链接库:dlopen
用于打开指定名字的动态链接库并返回操作句柄。
取函数执行地址:dlsym
根据动态链接库操作句柄获取要引入的函数地址。
关闭动态链接库:dlclose
用于关闭动态链接库。
创建与使用:在Linux中编写动态库时,通常流程是编写用户接口文件(通常是.h
文件)、实际函数文件(以.c
或.cpp
为后缀),再编写makefile
文件。
2、移植方法与经验
移植步骤:将Windows下的DLL移植到Linux下需要注意头文件顺序、数据类型和函数原型的修改,注释掉Windows特有的头文件,替换为Linux对应的头文件,修改数据类型以适应Linux编译器。
三、相关问题解答
问题1:如何在Windows中创建一个简单的DLL?
答:在Windows中创建一个简单的DLL可以按照以下步骤进行:
1、使用Visual Studio创建一个新项目,选择“动态链接库”模板。
2、在项目中添加一个源文件(如example.c
),并编写导出函数。
#include <windows.h> // 导出函数 extern "C" __declspec(dllexport) int add(int a, int b) { return a + b; }
3、编译生成DLL文件和LIB文件。
4、在其他项目中引用生成的LIB文件,并声明导出函数即可使用DLL中的函数。
问题2:如何在Linux中使用动态链接库?
答:在Linux中使用动态链接库可以按照以下步骤进行:
1、编写共享对象源文件(如example.c
),并编写相应的头文件(如example.h
)。
2、编写Makefile文件,编译生成共享对象(SO文件)。
all: example.so gcc -fPIC -shared -o example.so example.c
3、在主程序中包含头文件,并使用dlopen
、dlsym
和dlclose
函数加载和使用共享对象。
#include <stdio.h> #include <dlfcn.h> #include "example.h" int main() { void *handle = dlopen("./example.so", RTLD_LAZY); if (!handle) { fprintf(stderr, "%s ", dlerror()); return 1; } int (*add)(int, int) = (int (*)(int, int))dlsym(handle, "add"); if (!add) { fprintf(stderr, "%s ", dlerror()); return 1; } printf("%d ", add(5, 3)); dlclose(handle); return 0; }
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