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VC++ MFC DLL动态链接库编写详解

by Augusdi
2011-07-01 14:34:55

虽然能用DLL实现的功能都可以用COM来替代,但DLL的优点确实不少,它更容易创建。本文将讨论如何利用VC MFC来创建不同类型的DLL,以及如何使用他们。

 

一、DLL的不同类型

使用VC++可以生成两种类型的DLLMFC扩展DLL和常规DLL。常规DLL有可以分为动态连接和静态连接。Visual C++还可以生成WIN32 DLL,但不是这里讨论的主要对象。

1MFC扩展DLL

每个DLL都有某种类型的接口:变量、指针、函数、客户程序访问的类。它们的作用是让客户程序使用DLLMFC扩展DLL可以有C++的接口。也就是它可以导出C++类给客户端。导出的函数可以使用C++/MFC数据类型做参数或返回值,导出一个类时客户端能创建类对象或者派生这个类。同时,在DLL中也可以使用DLLMFC

Visual C++使用的MFC类库也是保存在一个DLL中,MFC扩展DLL动态连接到MFC代码库的DLL,客户程序也必须要动态连接到MFC代码库的DLL。(这里谈到的两个DLL,一个是我们自己编写的DLL,一个装MFC类库的DLL)现在MFC代码库的DLL也存在多个版本,客户程序和扩展DLL都必须使用相同版本的MFC代码DLL。所以为了让MFC扩展DLL能很好的工作,扩展DLL和客户程序都必须动态连接到MFC代码库DLL。而这个DLL必须在客户程序运行的计算机上。

2、常规DLL

使用MFC扩展DLL的一个问题就是DLL仅能和MFC客户程序一起工作,如果需要一个使用更广泛的DLL,最好采用常规DLL,因为它不受MFC的某些限制。常规DLL也有缺点:它不能和客户程序发送指针或MFC派生类和对象的引用。一句话就是常规DLL和客户程序的接口不能使用MFC,但在DLL和客户程序的内部还是可以使用MFC

当在常规DLL的内部使用MFC代码库的DLL时,可以是动态连接/静态连接。如果是动态连接,也就是常规DLL需要的MFC代码没有构建到DLL中,这种情况有点和扩展DLL类似,在DLL运行的计算机上必须要MFC代码库的DLL。如果是静态连接,常规DLL里面已经包含了需要的MFC代码,这样DLL的体积将比较大,但它可以在没有MFC代码库DLL的计算机上正常运行。

 

二、建立DLL

利用Visual C++提供的向导功能可以很容易建立一个不完成任何实质任务的DLL,这里就不多讲了,主要的任务是如何给DLL添加功能,以及在客户程序中利用这个DLL

1、导出类

用向导建立好框架后,就可以添加需要导出类的.cpp .h文件到DLL中来,或者用向导创建C++ Herder File/C++ Source File。为了能导出这个类,在类声明的时候要加“_declspec(dllexport),如:

class _declspec(dllexport) CMyClass

{

...//声明

}

如果创建的MFC扩展DLL,可以使用宏:AFX_EXT_CLASS:

class AFX_EXT_CLASS CMyClass

{

...//声明

}

这样导出类的方法是最简单的,也可以采用.def文件导出,这里暂不详谈。

2、导出变量、常量、对象

很多时候不需要导出一个类,可以让DLL导出一个变量、常量、对象,导出它们只需要进行简单的声明:

_declspec(dllexport) int MyInt;

_declspec(dllexport) extern const COLORREF MyColor=RGB(0,0,0);

_declspec(dllexport) CRect rect(10,10,20,20);

要导出一个常量时必须使用关键字extern,否则会发生连接错误。

注意:如果客户程序识别这个类而且有自己的头文件,则只能导出一个类对象。如果在DLL中创建一个类,客户程序不使用头文件就无法识别这个类。

当导出一个对象或者变量时,载入DLL的每个客户程序都有一个自己的拷贝。也就是如果两个程序使用的是同一个DLL,一个应用程序所做的修改不会影响另一个应用程序。

我们在导出的时候只能导出DLL中的全局变量或对象,而不能导出局部的变量和对象,因为它们过了作用域也就不存在了,那样DLL就不能正常工作。如:

MyFunction()

{

_declspec(dllexport) int MyInt;

_declspec(dllexport) CMyClass object;

}

3、导出函数

导出函数和导出变量/对象类似,只要把_declspec(dllexport)加到函数原型开始的位置:

_declspec(dllexport) int MyFunction(int);

如果是常规DLL,它将和C写的程序使用,声明方式如下:

extern "c" _declspec(dllexport) int MyFunction(int);

实现:

extern "c" _declspec(dllexport) int MyFunction(int x)

{

...//操作

}

如果创建的是动态连接到MFC代码库DLL的常规DLL,则必须插入AFX_MANAGE_STATE作为导出函数的首行,因此定义如下:

extern "c" _declspec(dllexport) int MyFunction(int x)

{

AFX_MANAGE_STATE(AfxGetStaticModuleState());

...//操作

}

有时候为了安全起见,在每个常规DLL里都加上,也不会有任何问题,只是在静态连接的时候这个宏无效而已。这是导出函数的方法,记住只有MFC扩展DLL才能让参数和返回值使用MFC的数据类型。

4、导出指针

导出指针的方式如下:

_declspec(dllexport) int *pint;

_declspec(dllexport) CMyClass object = new CMyClass;

如果声明的时候同时初始化了指针,就需要找到合适的地方类释放指针。在扩展DLL中有个函数DllMain()。(注意函数名中的两个l要是小写字母),可以在这个函数中处理指针:

# include "MyClass.h"

_declspec(dllexport) CMyClass *pobject = new CMyClass;

DllMain(HINSTANCE hInstance,DWORD dwReason,LPVOID lpReserved)

{

if(dwReason == DLL_PROCESS_ATTACH)

{

.....//

}

else if(dwReason == DLL_PROCESS_DETACH)

{

delete pobject;

}

}

常规DLL有一个从CWinApp派生的类对象处理DLL的开和关,可以使用类向导添加InitInstance/ExitInstance函数。

int CMyDllApp::ExitInstance()

{

delete pobject;

return CWinApp::ExitInstance();

}

 

三、在客户程序中使用DLL

编译一个DLL时将创建两个文件.dll文件和.lib文件。首先将这两个文件复制到客户程序项目的文件夹里,这里需要注意DLL和客户程序的版本问题,尽量使用相同的版本,都使用RELEASE或者都是DEBUG版本。

接着就需要在客户程序中设置LIB文件,打开Project Settings--- >Link--->Object/library Modules中输入LIB的文件名和路径。如:Debug/SampleDll.lib。除了DLLLIB文件外,客户程序需要针对导出类、函数、对象和变量的头文件,现在进行导入添加的关键字就是:_declspec(dllimport),如:

_declspec(dllimport) int MyFunction(int);

_declspec(dllimport) int MyInt;

_declspec(dllimport) CMyClass object;

extern "C" _declspec(dllimport) int MyFunction(int);

在有的时候为了导入类,要把相应类的头文件添加到客户程序中,不同的是要修改类声明的标志:

class _declspec(dllimport) CMyClass,如果创建的是扩展DLL,两个位置都是:

class AFX_EXT_CLASS CMyClass

 

 

使用DLL的一个比较严重的问题就是编译器之间的兼容性问题。不同的编译器对c++函数在二进制级别的实现方式是不同的。所以对基于C++DLL,如果编译器不同就有很麻烦的。如果创建的是MFC扩展DLL,就不会存在问题,因为它只能被动态连接到MFC的客户应用程序。这里不是本文讨论的重点。

 

一、重新编译问题

我们先来看一个在实际中可能遇到的问题:

比如现在建立好了一个DLL导出了CMyClass类,客户也能正常使用这个DLL,假设CMyClass对象的大小为30字节。如果我们需要修改DLL中的CMyClass类,让它有相同的函数和成员变量,但是给增加了一个私有的成员变量int类型,现在CMyClass对象的大小就是34字节了。当直接把这个新的DLL给客户使用替换掉原来30字节大小的DLL,客户应用程序期望的是30字节大小的对象,而现在却变成了一个34字节大小的对象,糟糕,客户程序出错了。

类似的问题,如果不是导出CMyClass类,而在导出的函数中使用了CMyClass,改变对象的大小仍然会有问题的。这个时候修改这个问题的唯一办法就是替换客户程序中的CMyClass的头文件,全部重新编译整个应用程序,让客户程序使用大小为34字节的对象。

这就是一个严重的问题,有的时候如果没有客户程序的源代码,那么我们就不能使用这个新的DLL了。

 

二、解决方法

为了能避免重新编译客户程序,这里介绍两个方法:(1)使用接口类。(2)使用创建和销毁类的静态函数。

1、使用接口类

接口类的也就是创建第二个类,它作为要导出类的接口,所以在导出类改变时,也不需要重新编译客户程序,因为接口类没有发生变化。

假设导出的CMyClass类有两个函数FunctionA FunctionB。现在创建一个接口类CMyInterface,下面就是在DLL中的CMyInterface类的头文件的代码:

# include "MyClass.h"

class _declspec(dllexport) CMyInterface

{

CMyClass *pmyclass;

CMyInterface();

~CMyInterface();

public:

int FunctionA(int);

int FunctionB(int);

};

而在客户程序中的头文件稍不同,不需要INCLUDE语句,因为客户程序没有它的拷贝。相反,使用一个CMyClass的向前声明,即使没有头文件也能编译:

class _declspec(dllexport) CMyInterface

{

class CMyClass;//向前声明

CMyClass *pmyclass;

CMyInterface();

~CMyInterface();

public:

int FunctionA(int);

int FunctionB(int);

};

DLL中的CMyInterface的实现如下:

CMyInterface::CMyInterface()

{

pmyclass = new CMyClass();

}

CMyInterface::~CMyInterface()

{

delete pmyclass;

}

int CMyInterface::FunctionA()

{

return pmyclass->FunctionA();

}

int CMyInterface::FunctionB()

{

return pmyclass->FunctionB();

}

.....

对导出类CMyClass的每个成员函数,CMyInterface类都提供自己的对应的函数。客户程序与CMyClass没有联系,这样任意改CMyClass也不会有问题,因为CMyInterface类的大小没有发生变化。即使为了能访问CMyClass中的新增变量而给CMyInterface类加了函数也不会有问题的。

但是这种方法也存在明显的问题,对导出类的每个函数和成员变量都要对应实现,有的时候这个接口类会很庞大。同时增加了客户程序调用所需要的时间。增加了程序的开销。

 

2、使用静态函数

还可以使用静态函数来创建和销毁类对象。创建一个导出类的时候,增加两个静态的公有函数CreateMe()/DestroyMe(),头文件如下:

class _declspec(dllexport) CMyClass

{

CMyClass();

~CMyClass();

public:

static CMyClass *CreateMe();

static void DestroyMe(CMyClass *ptr);

};

实现函数就是:

CMyClass * CMyClass::CMyClass()

{

return new CMyClass;

}

void CMyClass::DestroyMe(CMyClass *ptr)

{

delete ptr;

}

然后象其他类一样导出CMyClass类,这个时候在客户程序中使用这个类的方法稍有不同了。如若想创建一个CMyClass对象,就应该是:

CMyClass x;

CMyClass *ptr = CMyClass::CreateMe();

在使用完后删除:

CMyClass::DestroyMe(ptr);


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