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如何在Visual Studio中使用C++創建和使用DLL

編輯：關於C語言

什麼是DLL（動態鏈接庫）？

DLL是一個包含可由多個程序同時使用的代碼和數據的庫。例如：在Windows操作系統中，Comdlg32 DLL執行與對話框有關的常見函數。因此，每個程序都可以使用該DLL中包含的功能來實現“打開”對話框。這有助於促進代碼重用和內存的有效使用。這篇文章的目的就是讓你一次性就能了解和掌握DLL。

為什麼要使用DLL（動態鏈接庫）？

代碼復用是提高軟件開發效率的重要途徑。一般而言，只要某部分代碼具有通用性，就可以將它構造成相對獨立的功能模塊並在之後的項目中重復使用。比較常見的例子是各種應用程序框架，它們都以源代碼的形式發布。由於這種復用是源代碼級別的，源代碼完全暴露給了程序員，因而稱之為“白盒復用”。白盒復用有以下三個缺點：

暴露源代碼，多份拷貝，造成存儲浪費；
容易與程序員的本地代碼發生命名沖突；
更新模塊功能比較困難，不利於問題的模塊化實現；

為了彌補這些不足，就提出了“二進制級別”的代碼復用了。使用二進制級別的代碼復用一定程度上隱藏了源代碼，對於“黑盒復用”的途徑不只DLL一種，靜態鏈接庫，甚至更高級的COM組件都是。

使用DLL主要有以下優點：

使用較少的資源；當多個程序使用同一函數庫時，DLL可以減少在磁盤和物理內存中加載的代碼的重復量。這不僅可以大大影響在前台運行的程序，而且可以大大影響其它在Windows操作系統上運行的程序；
推廣模塊式體系結構；
簡化部署與安裝。

創建DLL

打開Visual Studio 2012，創建如下圖的工程：

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輸入工程名字，單擊[OK]；

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單擊[Finish]，工程創建完畢了。

現在，我們就可以在工程中加入我們的代碼了。加入MyCode.h和MyCode.cpp兩個文件；在MyCode.h中輸入以下代碼：

#ifndef _MYCODE_H_
#define _MYCODE_H_
#ifdef DLLDEMO1_EXPORTS
#define EXPORTS_DEMO _declspec( dllexport )#else#define EXPORTS_DEMO _declspec(dllimport)#endifextern "C" EXPORTS_DEMO int Add (int a , int b);#endif

在MyCode.cpp中輸入以下代碼：

#include "stdafx.h"#include "MyCode.h"int Add ( int a , int b ){
       return ( a + b );}

編譯工程，就會生成DLLDemo1.dll文件。在代碼中，很多細節的地方，我稍後進行詳細的講解（工程下載）。

使用DLL

當我們的程序需要使用DLL時，就需要去加載DLL，在程序中加載DLL有兩種方法，分別為加載時動態鏈接和運行時動態鏈接。

在加載時動態鏈接中，應用程序像調用本地函數一樣對導出的DLL函數進行顯示調用。要使用加載時動態鏈接，需要在編譯和鏈接應用程序時提供頭文件和導入庫文件(.lib)。當這樣做的時候，鏈接器將向系統提供加載DLL所需的信息，並在加載時解析導出的DLL函數的位置；
在運行時動態鏈接中，應用程序調用LoadLibrary函數或LoadLibraryEx函數以在運行時加載DLL。成功加載DLL後，可以使用GetProcAddress函數獲得要調用的導出的DLL函數的地址。在使用運行時動態鏈接時，不需要使用導入庫文件。

在實際編程時有兩種使用DLL的方法，那麼到底應該使用那一種呢？在實際開發時，是基於以下幾點進行考慮的：

啟動性能如果應用程序的初始啟動性能很重要，則應使用運行時動態鏈接；
易用性在加載時動態鏈接中，導出的DLL函數類似於本地函數，我們可以方便地進行這些函數的調用；
應用程序邏輯在運行時動態鏈接中，應用程序可以分支，以便按照需要加載不同的模塊。

下面，我將分別使用兩種方法調用DLL動態鏈接庫。

加載時動態鏈接：

#include <windows.h>#include <iostream>//#include "..\\DLLDemo1\\MyCode.h"using namespace std;#pragma comment(lib, "..\\debug\\DLLDemo1.lib")extern "C" _declspec(dllimport) int Add(int a, int b);int main(int argc, char *argv[]){
      cout<<Add(2, 3)<<endl;
      return 0;}

運行時動態鏈接：

#include <windows.h>#include <iostream>using namespace std;typedef int (*AddFunc)(int a, int b);int main(int argc, char *argv[]){
      HMODULE hDll = LoadLibrary("DLLDemo1.dll");
      if (hDll != NULL)
      {
            AddFunc add = (AddFunc)GetProcAddress(hDll, "Add");
            if (add != NULL)
            {
                  cout<<add(2, 3)<<endl;
            }
            FreeLibrary(hDll);
      }}

上述代碼都在DLLDemo1工程中。（工程下載）。

DllMain函數

Windows在加載DLL時，需要一個入口函數，就像控制台程序需要main函數一樣。有的時候，DLL並沒有提供DllMain函數，應用程序也能成功引用DLL，這是因為Windows在找不到DllMain的時候，系統會從其它運行庫中引入一個不做任何操作的默認DllMain函數版本，並不意味著DLL可以拋棄DllMain函數。

根據編寫規范，Windows必須查找並執行DLL裡的DllMain函數作為加載DLL的依據，它使得DLL得以保留在內存裡。這個函數並不屬於導出函數，而是DLL的內部函數，這就說明不能在客戶端直接調用DllMain函數，DllMain函數是自動被調用的。

DllMain函數在DLL被加載和卸載時被調用，在單個線程啟動和終止時，DllMain函數也被調用。參數ul_reason_for_call指明了調用DllMain的原因，有以下四種情況：

DLL_PROCESS_ATTACH:當一個DLL被首次載入進程地址空間時，系統會調用該DLL的DllMain函數，傳遞的ul_reason_for_call參數值為DLL_PROCESS_ATTACH。這種情況只有首次映射DLL時才發生；

DLL_THREAD_ATTACH:該通知告訴所有的DLL執行線程的初始化。當進程創建一個新的線程時，系統會查看進程地址空間中所有的DLL文件映射，之後用DLL_THREAD_ATTACH來調用DLL中的DllMain函數。要注意的是，系統不會為進程的主線程使用值DLL_THREAD_ATTACH來調用DLL中的DllMain函數；

DLL_PROCESS_DETACH:當DLL從進程的地址空間解除映射時，參數ul_reason_for_call參數值為DLL_PROCESS_DETACH。當DLL處理DLL_PROCESS_DETACH時，DLL應該處理與進程相關的清理操作。如果進程的終結是因為系統中有某個線程調用了TerminateProcess來終結的，那麼系統就不會用DLL_PROCESS_DETACH來調用DLL中的DllMain函數來執行進程的清理工作。這樣就會造成數據丟失；

DLL_THREAD_DETACH:該通知告訴所有的DLL執行線程的清理工作。注意的是如果線程的終結是使用TerminateThread來完成的，那麼系統將不會使用值DLL_THREAD_DETACH來執行線程的清理工作，這也就是說可能會造成數據丟失，所以不要使用TerminateThread來終結線程。以上所有講解在工程DLLMainDemo（工程下載）都有體現。

函數導出方式

在DLL的創建過程中，我使用的是_declspec( dllexport )方式導出函數的，其實還有另一種導出函數的方式，那就是使用導出文件(.def)。你可以在DLL工程中，添加一個Module-Definition File(.def)文件。.def文件為鏈接器提供了有關被鏈接器程序的導出、屬性及其它方面的信息。

對於上面的例子，.def可以是這樣的：

LIBRARY     "DLLDemo2"
EXPORTS
Add @ 1 ;Export the Add function

Module-Definition File(.def)文件的格式如下：

LIBRARY語句說明.def文件對應的DLL；
EXPORTS語句後列出要導出函數的名稱。可以在.def文件中的導出函數名後加@n，表示要導出函數的序號為n（在進行函數調用時，這個序號有一定的作用）。

使用def文件，生成了DLL，客戶端調用代碼如下：

#include <windows.h>#include <iostream>using namespace std;typedef int (*AddFunc)(int a, int b);int main(int argc, char *argv[]){
      HMODULE hDll = LoadLibrary("DLLDemo2.dll");
      if (hDll != NULL)
      {
            AddFunc add = (AddFunc)GetProcAddress(hDll, MAKEINTRESOURCE(1));
            if (add != NULL)
            {
                  cout<<add(2, 3)<<endl;
            }
            FreeLibrary(hDll);
      }}

可以看到，在調用GetProcAddress函數時，傳入的第二個參數是MAKEINTRESOURCE(1)，這裡面的1就是def文件中對應函數的序號。（工程下載）