引言
較大的應用程序都由很多模塊組成，這些模塊分別完成相對獨立的功能，它們彼此協(xié)作來(lái)完成整個(gè)軟件系統的工作。在構造軟件系統時(shí)，如果將所有模塊的源代碼都靜態(tài)編譯到整個(gè)應用程序的EXE文件中，會(huì )產(chǎn)生一些問(wèn)題：一個(gè)缺點(diǎn)是增加了應用程序的大小，它會(huì )占用更多的磁盤(pán)空間，程序運行時(shí)也會(huì )消耗較大的內存空間，造成系統資源的浪費；另一個(gè)缺點(diǎn)是，在編寫(xiě)大的EXE程序時(shí)，在每次修改重建時(shí)都必須調整編譯所有源代碼，增加了編譯過(guò)程的復雜性，也不利于階段性的單元測試；而且，一些模塊的功能可能較為通用，在構造其它軟件系統時(shí)仍會(huì )被使用。
Windows系統平臺上提供了一種完全不同的較有效的編程和運行環(huán)境，你可以將獨立的程序模塊創(chuàng )建為較小的動(dòng)態(tài)鏈接庫（Dynamic Linkable Library，DLL）文件，并可對它們單獨編譯和測試。在運行時(shí)，只有當EXE程序確實(shí)要調用這些DLL模塊的情況下，系統才會(huì )將它們裝載到內存空間中。這種方式不僅減少了EXE文件的大小和對內存空間的需求，而且使這些DLL模塊可以同時(shí)被多個(gè)應用程序使用。
動(dòng)態(tài)鏈接庫概述
動(dòng)態(tài)鏈接庫技術(shù)是Windows最重要的實(shí)現技術(shù)之一，Windows的許多新功能、新特性都是通過(guò)DLL來(lái)實(shí)現的。其實(shí)，Windows本身就是由許多DLL組成的，它最基本的三大組成模塊Kernel、GDI和User都是DLL.
一般來(lái)說(shuō)，DLL是一種磁盤(pán)文件，以。dll、。DRV、。FON、。SYS和許多以。EXE為擴展名的系統文件都可以是DLL.它由全局數據、服務(wù)函數和資源組成，在運行時(shí)被系統加載到進(jìn)程的虛擬空間中，成為調用進(jìn)程的一部分。如果與其它DLL之間沒(méi)有沖突，該文件通常映射到進(jìn)程虛擬空間的同一地址上。DLL模塊中包含各種導出函數，用于向外界提供服務(wù)，Windows在加載DLL模塊時(shí)將進(jìn)程函數調用與DLL文件的導出函數相匹配。DLL可以有自己的數據段，但沒(méi)有自己的堆棧，DLL模塊需要的堆棧內存都是從運行進(jìn)程的堆棧中分配出來(lái)的，使用與調用它的應用程序相同的堆棧模式；一個(gè)DLL在內存中只有一個(gè)實(shí)例；DLL實(shí)現了代碼封裝性；DLL的編制與具體的編程語(yǔ)言及編譯器無(wú)關(guān)。
動(dòng)態(tài)鏈接庫的分類(lèi)
微軟的Visual C++支持三種DLL，它們分別是Non-MFC Dll（非MFC動(dòng)態(tài)庫）、Regular Dll（常規DLL）、Extension Dll（擴展DLL）。
1、Non-MFC DLL（非MFC動(dòng)態(tài)庫）
這種動(dòng)態(tài)鏈接庫指的是不用MFC的類(lèi)庫結構，直接用C語(yǔ)言寫(xiě)的DLL，其導出的函數是標準的C接口，能被非MFC或MFC編寫(xiě)的應用程序所調用。如果建立的DLL不需要使用MFC，那么應該建立Non-MFC DLL，因為使用MFC會(huì )增大用戶(hù)庫的大小，從而浪費用戶(hù)的磁盤(pán)和內存空間。
2、Regular DLL（常規DLL）
這種動(dòng)態(tài)鏈接庫和下述的Extension Dll一樣，是用MFC類(lèi)庫編寫(xiě)的，它的一個(gè)明顯的特點(diǎn)是在源文件里有一個(gè)繼承CWinApp的類(lèi)（注意：此類(lèi)DLL雖然從CWinApp派生，但沒(méi)有消息循環(huán)），被導出的函數是C函數、C++類(lèi)或者C++成員函數（注意不要把術(shù)語(yǔ)C++類(lèi)與MFC的微軟基礎C++類(lèi)相混淆），調用常規DLL的應用程序不必是MFC應用程序，只要是能調用類(lèi)C函數的應用程序就可以，它們可以是在Visual C++、Delphi、Visual Basic、Borland C等編譯環(huán)境下利用DLL開(kāi)發(fā)應用程序。常規DLL又可細分成靜態(tài)鏈接到MFC和動(dòng)態(tài)鏈接到MFC兩種：
（1）靜態(tài)連接到MFC的動(dòng)態(tài)連接庫只被VC的專(zhuān)業(yè)般和企業(yè)版所支持。該類(lèi)DLL里的輸出函數可以被任意Win32程序使用，包括使用MFC的應用程序。輸出函數有如下形式：
extern "C" EXPORT YourExportedFunction（ ）；
AFX_MANAGE_STATE（AfxGetStaticModuleState（ ））
此語(yǔ)句用來(lái)正確地切換MFC模塊狀態(tài)。
3、Extension Dll（擴展DLL）
這種動(dòng)態(tài)鏈接庫是使用MFC的動(dòng)態(tài)鏈接版本所創(chuàng )建的，并且它只被用MFC類(lèi)庫所編寫(xiě)的應用程序所調用。例如你已經(jīng)創(chuàng )建了一個(gè)從MFC的CtoolBar類(lèi)的派生類(lèi)用于創(chuàng )建一個(gè)新的工具欄，為了導出這個(gè)類(lèi)，你必須把它放到一個(gè)MFC擴展的DLL中。擴展DLL 和常規DLL不一樣，它沒(méi)有一個(gè)從CWinApp繼承而來(lái)的類(lèi)的對象，所以，開(kāi)發(fā)人員必須在DLL中的DllMain函數添加初始化代碼和結束代碼。與常規DLL相比，擴展的DLL有如下不同點(diǎn)：
1） 它沒(méi)有一個(gè)從CWinApp派生的對象；
2） 它必須有一個(gè)DLLMain函數；
3） DLLMain調用AfxInitExtensionModule函數，必須檢查該函數的返回值，如果返回0，DLLMmain也返回0；
4） 如果它希望輸出CRuntimeClass類(lèi)型的對象或者資源（Resources），則需要提供一個(gè)初始化函數來(lái)創(chuàng )建一個(gè)CDynLinkLibrary對象。并且，有必要把初始化函數輸出；
5） 使用擴展DLL的MFC應用程序必須有一個(gè)從CWinApp派生的類(lèi)，而且，一般在InitInstance里調用擴展DLL的初始化函數。
動(dòng)態(tài)連接庫的建立
1、Non-MFC DLL的建立
每一個(gè)DLL必須有一個(gè)入口點(diǎn)，就象用C編寫(xiě)的應用程序時(shí)，必須有一個(gè)WINMAIN函數一樣。在Non-MFC DLL中DllMain是一個(gè)缺省的入口函數，你不需要編寫(xiě)自己的DLL入口函數，用這個(gè)缺省的入口函數就能使動(dòng)態(tài)鏈接庫被調用時(shí)得到正確的初始化。如果應用程序的DLL需要分配額外的內存或資源，或者說(shuō)需要對每個(gè)進(jìn)程或線(xiàn)程初始化和清除操作時(shí)，需要在相應的DLL工程的。CPP文件中對DllMain（）函數按照下面的格式書(shū)寫(xiě)。
| BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule,DWORD ul_reason_for_call,LPVOID lpReserved) { switch( ul_reason_for_call ) { case DLL_PROCESS_ATTACH: ....... case DLL_THREAD_ATTACH: ....... case DLL_THREAD_DETACH: ....... case DLL_PROCESS_DETACH: ....... } return TRUE; } |
參數中，hMoudle是動(dòng)態(tài)庫被調用時(shí)所傳遞來(lái)的一個(gè)指向自己的句柄（實(shí)際上，它是指向_DGROUP段的一個(gè)選擇符）；ul_reason_for_call是一個(gè)說(shuō)明動(dòng)態(tài)庫被調原因的標志，當進(jìn)程或線(xiàn)程裝入或卸載動(dòng)態(tài)鏈接庫的時(shí)候，操作系統調用入口函數，并說(shuō)明動(dòng)態(tài)鏈接庫被調用的原因，它所有的可能值為：
（1）DLL_PROCESS_ATTACH： 進(jìn)程被調用或調用Load Library，DLL被鏈接到當前進(jìn)程的地址空間并被初始化；
（2）DLL_THREAD_ATTACH： 當前進(jìn)程創(chuàng )建一個(gè)新線(xiàn)程，DLL在新線(xiàn)程正文內被調用；
（3）DLL_PROCESS_DETACH： 調用DLL的進(jìn)程被終止，DLL被卸載；
（4）DLL_THREAD_DETACH： 調用DLL的線(xiàn)程被終止，DLL被卸載；
lpReserved為保留參數。
如果在DLL中加入想要輸出的函數、變量、C++類(lèi)或其它函數，可以調用VC的關(guān)鍵字_declspec（dllexport）。
2、MFC AppWizard[dll]方式下Regular DLL和Extension DLL的建立
在MFC AppWizard[dll]下生成的DLL文件有三種方式：靜態(tài)鏈接到MFC的常規DLL、動(dòng)態(tài)鏈接到MFC的常規DLL以及MFC擴展DLL，在創(chuàng )建DLL是，要根據實(shí)際情況選擇創(chuàng )建DLL的方式。
靜態(tài)鏈接到MFC的常規DLL和靜態(tài)連接到MFC常規DLL的區別是：前者使用的是MFC的靜態(tài)鏈接庫，生成的DLL文件長(cháng)度大，一般不使用這種方式；后者使用MFC的動(dòng)態(tài)鏈接庫，生成的DLL文件長(cháng)度??；動(dòng)態(tài)鏈接到MFC的常規DLL所有輸出的函數應該以如下語(yǔ)句開(kāi)始：
AFX_MANAGE_STATE（AfxGetStaticModuleState（ ）） //此語(yǔ)句用來(lái)正確地切換MFC模塊狀態(tài)
| BOOL WINAPI APIENTRY DLLMain(HINSTANCE hinstDll，DWORD reason ，LPVOID flmpload) { switch(reason) { ……………//初始化代碼； } return true; } |
動(dòng)態(tài)連接庫的調用
動(dòng)態(tài)鏈接庫的調用可以分為兩種：一種是隱式調用，一種是顯示調用。
1、隱式的調用
這種調用方式需要把產(chǎn)生動(dòng)態(tài)連接庫時(shí)產(chǎn)生的。LIB文件加入到應用程序的工程中，在使用DLL中的函數時(shí)，只須說(shuō)明一下后就可以直接通過(guò)函數名調用DLL的輸出函數，調用方法和程序內部其他的函數是一樣的。隱式調用不需要調用Load Library（）和Free Library（）。程序員在建立一個(gè)DLL文件時(shí)，鏈接程序會(huì )自動(dòng)生成一個(gè)與之對應的LIB導入文件。該文件包含了每一個(gè)DLL導出函數的符號名和可選的標識號，但是并不含有實(shí)際的代碼。LIB文件作為DLL的替代文件被編譯到應用程序項目中。
當程序員通過(guò)隱式調用方式編譯生成應用程序時(shí)，應用程序中的調用函數與LIB文件中導出符號相匹配，這些符號或標識號被寫(xiě)入到生成的EXE文件中。LIB文件中也包含了對應的DLL文件名（但不是完全的路徑名），鏈接程序也將其存儲在EXE文件內部。當應用程序運行過(guò)程中需要加載DLL文件時(shí)，Windows根據這些信息發(fā)現并加載DLL，然后通過(guò)符號名或標識號實(shí)現對DLL函數的動(dòng)態(tài)鏈接。所有被應用程序調用的DLL文件都會(huì )在應用程序EXE文件加載時(shí)被加載在到內存中。
2、顯式調用
這種調用方式是指在應用程序中用Load Library或MFC提供的AfxLoadLibrary顯式的將自己所做的動(dòng)態(tài)連接庫調進(jìn)來(lái)，并指定DLL的路徑作為參數。LoadLibary返回HINSTANCE參數，應用程序在調用GetProcAddress函數時(shí)使用這一參數。當完成對動(dòng)態(tài)鏈接庫的導入以后，再使用GetProcAddress（）獲取想要引入的函數，該函數將符號名或標識號轉換為DLL內部的地址，之后就可以象使用本應用程序自定義的函數一樣來(lái)調用此引入函數了。在應用程序退出之前，應該用Free Library或MFC提供的AfxFreeLibrary釋放動(dòng)態(tài)連接庫。
使用顯式調用方式可以讓程序員來(lái)決定DLL文件何時(shí)加載或不加載，而操作系統在載入應用程序時(shí)不必要將所有該應用程序所引用的DLL都一起加載到內存中，只要在使用某個(gè)DLL時(shí)再將其載入，這樣就可以減少應用程序在初始加載時(shí)所使用的時(shí)間和對內存的消耗。在對DLL加載的過(guò)程中，Windows將遵循下面的搜索順序來(lái)定位DLL：
①包含EXE文件的目錄；
②進(jìn)程的當前工作目錄 ；
③Windows系統目錄 ；
④Windows目錄 ；
⑤列在Path環(huán)境變量中的一系列目錄。
總結
在Windows操作系統中使用動(dòng)態(tài)鏈接庫（DLL）有很多優(yōu)點(diǎn)，最主要的一點(diǎn)是多個(gè)應用程序、甚至是不同語(yǔ)言編寫(xiě)的應用程序可以共享一個(gè)DLL文件，真正實(shí)現了資源"共享"，大大縮小了應用程序的執行代碼，更加有效地利用了內存；使用DLL的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是DLL文件作為一個(gè)單獨的程序模塊，封裝性、獨立性好，在軟件需要升級的時(shí)候，開(kāi)發(fā)人員只需要修改相應的DLL文件就可以了，而且，當DLL中的函數改變后，如果沒(méi)有修改參數，程序代碼并不需要重新編譯。這在編程時(shí)十分有用，大大提高了軟件開(kāi)發(fā)和維護的效率。
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