動態(tài)鏈接庫和靜態(tài)鏈接庫

1、 測繪學(xué)院:李新維 郵箱： 目目 錄錄 概念定義概念定義12 靜態(tài)鏈接庫的創(chuàng)建靜態(tài)鏈接庫的創(chuàng)建3動態(tài)鏈接庫的創(chuàng)建動態(tài)鏈接庫的創(chuàng)建4 應(yīng)用實例應(yīng)用實例1 1、概念定義、概念定義1.1 1.1 分別編譯與鏈接分別編譯與鏈接 大多數(shù)高級語言都支持分別編譯（compling），程序員可以顯式地把程序劃分為獨立的模塊或文件，然后由編譯器（compiler）對每個獨立部分分別進行編譯。在編譯之后，由鏈接器（Linker）把這些獨立編譯單元鏈接（Linking）到一起。 鏈接方式有兩種：靜態(tài)鏈接、動態(tài)鏈接。1.2 1.2 鏈接方式鏈接方式 靜態(tài)鏈接方式靜態(tài)鏈接方式：在程序開發(fā)中，將各種目標模塊（.OBJ）文

2、件、運行時庫（.LIB）文件，以及已編譯的資源（.RES）文件鏈接在一起，以便創(chuàng)建Windows的.EXE文件。 動態(tài)鏈接方式動態(tài)鏈接方式：在程序運行時，Windows把一個模塊中的函數(shù)調(diào)用鏈接到庫模塊中的實際函數(shù)上的過程。1.2 1.2 鏈接方式鏈接方式 靜態(tài)鏈接庫（簡稱LIB）與動態(tài)鏈接庫（簡稱DLL）都是共享代碼的方式。如果使用靜態(tài)鏈接庫（也稱靜態(tài)庫），則無論你愿不愿意，.LIB文件中的指令都會被直接包含到最終生成的.EXE文件中。但是若使用.DLL文件，該.DLL文件中的代碼不必被包含在最終的.EXE文件中，.EXE文件執(zhí)行時可以“動態(tài)”地載入和卸載這個與.EXE文件獨立的.DLL文件

3、。1.3 1.3 動態(tài)鏈接方式動態(tài)鏈接方式鏈接一個DLL有兩種方式： 1、載入時動態(tài)鏈接（Load-Time Dynamic Linking） 2、運行時動態(tài)鏈接（Run-Time Dynamic Linking） 1.3.1 1.3.1 載入時動態(tài)鏈接載入時動態(tài)鏈接 使用載入時動態(tài)鏈接，調(diào)用模塊可以像調(diào)用本模塊中的函數(shù)一樣直接使用導(dǎo)出函數(shù)名調(diào)用DLL中的函數(shù)。這需要在鏈接時將函數(shù)所在DLL的導(dǎo)入庫鏈接到可執(zhí)行文件中，導(dǎo)入庫向系統(tǒng)提供了載入DLL時所需的信息及用于定位DLL函數(shù)的地址符號。（相當(dāng)于注冊，當(dāng)作API函數(shù)來使用，其實API函數(shù)就存放在系統(tǒng)DLL當(dāng)中）。 1.3.2 1.3.2 運行

4、時動態(tài)鏈接運行時動態(tài)鏈接 使用運行時動態(tài)鏈接，運行時可以通過LoadLibrary或LoadLibraryEx函數(shù)載入DLL。DLL載入后，模塊可以通過調(diào)用GetProcAddress獲取DLL函數(shù)的入口地址，然后就可以通過返回的函數(shù)指針調(diào)用DLL中的函數(shù)了。如此即可避免導(dǎo)入庫文件了。 1.4 1.4 二者優(yōu)點及不足二者優(yōu)點及不足靜態(tài)鏈接庫的優(yōu)點：(1) 代碼裝載速度快，執(zhí)行速度略比動態(tài)鏈接庫快； (2) 只需保證在開發(fā)者的計算機中有正確的.LIB文件，在以二進制形式發(fā)布程序時不需考慮在用戶的計算機上.LIB文件是否存在及版本問題，可避免DLL地獄等問題。 1.4 1.4 二者優(yōu)點及不足二者優(yōu)

5、點及不足 動態(tài)鏈接庫的優(yōu)點 (1) 更加節(jié)省內(nèi)存并減少頁面交換； (2) DLL文件與EXE文件獨立，只要輸出接口不變（即名稱、參數(shù)、返回值類型和調(diào)用約定不變），更換DLL文件不會對EXE文件造成任何影響，因而極大地提高了可維護性和可擴展性； (3) 不同編程語言編寫的程序只要按照函數(shù)調(diào)用約定就可以調(diào)用同一個DLL函數(shù)。 1.4 1.4 二者優(yōu)點及不足二者優(yōu)點及不足不足之處 (1) 使用靜態(tài)鏈接生成的可執(zhí)行文件體積較大，包含相同的公共代碼，造成浪費； (2) 使用動態(tài)鏈接庫的應(yīng)用程序不是自完備的，它依賴的DLL模塊也要存在，如果使用載入時動態(tài)鏈接，程序啟動時發(fā)現(xiàn)DLL不存在，系統(tǒng)將終止程序并給

6、出錯誤信息。而使用運行時動態(tài)鏈接，系統(tǒng)不會終止，但由于DLL中的導(dǎo)出函數(shù)不可用，程序會加載失??； (3) 使用動態(tài)鏈接庫可能造成DLL地獄。 1.4.1 1.4.1 DLL DLL 地獄地獄 DLL 地獄（DLL Hell）是指因為系統(tǒng)文件被覆蓋而讓整個系統(tǒng)像是掉進了地獄。 簡單地講，DLL地獄是指當(dāng)多個應(yīng)用程序試圖共享一個公用組件時，如某個DLL或某個組件對象模型（COM）類，所引發(fā)的一系列問題。1.4.1 1.4.1 DLL DLL 地獄地獄 最典型的情況是，某個應(yīng)用程序?qū)⒁惭b一個新版本的共享組件，而該組件與機器上的現(xiàn)有版本不向后兼容。雖然剛安裝的應(yīng)用程序運行正常，但原來依賴前一版本共享

7、組件的應(yīng)用程序也許已無法再工作。在某些情況下，問題的起因更加難以預(yù)料。比如，當(dāng)用戶瀏覽某些web站點時會同時下載某個Microsoft ActiveX控件。如果下載該控件，它將替換機器上原有的任何版本的控件。如果機器上的某個應(yīng)用程序恰好使用該控件，則很可能也會停止工作。 在許多情況下，用戶需要很長時間才會發(fā)現(xiàn)應(yīng)用程序已停止工作。結(jié)果往往很難記起是何時的機器變化影響到了該應(yīng)用程序。2 2、靜態(tài)鏈接庫的創(chuàng)建靜態(tài)鏈接庫的創(chuàng)建2.1 2.1 靜態(tài)鏈接庫的創(chuàng)建靜態(tài)鏈接庫的創(chuàng)建 在此通過一個實例來介紹靜態(tài)庫的創(chuàng)建與使用。在該實例中，我們實現(xiàn)將一個兩整數(shù)相加求和的函數(shù)封裝到靜態(tài)庫中供其他程序調(diào)用。2.1.1

8、 2.1.1 創(chuàng)建一個創(chuàng)建一個Win32Win32控制臺應(yīng)用程序控制臺應(yīng)用程序2.1.2 2.1.2 選擇靜態(tài)庫應(yīng)用程序類型選擇靜態(tài)庫應(yīng)用程序類型2.1.3 2.1.3 新建一個新建一個.h .h文件文件 需要給該靜態(tài)鏈接庫編寫一個聲明頭文件Static.h，以便在鏈接時告知編譯該鏈接庫中的導(dǎo)出函數(shù)聲明。Static.h文件中的內(nèi)容： #ifndef _STATIC_H #define _STATIC_H / 防止該頭文件重復(fù)引用 extern int Add(int a,int b); / 聲明導(dǎo)出函數(shù) #endif2.1.4 2.1.4 新建一個新建一個.cpp.cpp文件文件 添加一個用

9、于定義導(dǎo)出函數(shù)的源文件Static.cpp，編碼實現(xiàn)兩個整數(shù)相加的Add函數(shù)。源文件代碼如下： #includestatic.h int Add(int a,int b) return a+b; 2.1.5 2.1.5 生成生成 點擊菜單命令，“工具”-“生成Static”。如果一切順利的話，就會在解決方案的“Debug”目錄中生成了名為“Static.lib”的靜態(tài)鏈接庫。2.2 2.2 靜態(tài)鏈接庫的使用靜態(tài)鏈接庫的使用 新建一個Win32控制臺應(yīng)用程序空項目UseLIB。程序主文件名為UseLIB.cpp，其中包含用于調(diào)用Add函數(shù)的程序入口函數(shù)main。將剛才創(chuàng)建的Static.lib及

10、其聲明頭文件Static.h一同復(fù)制到UseLIB項目目錄下。并在源文件UseLIB.cpp中使用預(yù)編譯命令鏈接Static.lib（也可以在IDE的項目屬性中設(shè)置鏈接器選項，或者只復(fù)制Static.h文件并設(shè)置UseLIB項目的“項目依賴項”為Static項目）。 2.2 2.2 靜態(tài)鏈接庫的使用靜態(tài)鏈接庫的使用源文件UseLIB.cpp中的代碼如下：#pragma comment(lib, “Static.lib”) / 鏈接靜態(tài)庫Static.lib#include #include “Static.h” / 包含Static.lib的聲明頭文件，聲明導(dǎo)出函數(shù)Add int main()

11、 int a = 1, b = 2; couta+b=Add(a,b); / 調(diào)用Static.lib中的Add函數(shù) return 0; 2.2 2.2 靜態(tài)鏈接庫的使用靜態(tài)鏈接庫的使用 接下來點擊菜單命令，“工具”-“生成UseLIB”。如果順利的話，就會在Library解決方案的Debug目錄中生成了名為UseLIB.exe的可執(zhí)行執(zhí)文件，運行UseLIB.exe，將在控制臺中輸出結(jié)果：1+2=32.3 2.3 注意注意 由于項目中創(chuàng)建的源文件為.CPP文件，即C+源文件，因此Visual C+按C+規(guī)范，并采用_cdecl調(diào)用約定對其進行編譯。這樣得到的導(dǎo)出函數(shù)就不能被C語言程序所調(diào)用。

12、解決該問題的辦法是在函數(shù)體名稱前添加extern “C”修飾，告訴編譯器，該函數(shù)按照C語言規(guī)范，并采用_cdecl調(diào)用約定進行編譯。因此源文件Add.cpp中的代碼可修改如下：extern “C” int add(int a, int b)最后重新編譯該靜態(tài)鏈接庫項目，導(dǎo)出函數(shù)Add就能夠被C語言程序所調(diào)用了。3 3、動、動態(tài)鏈接庫的創(chuàng)建態(tài)鏈接庫的創(chuàng)建3.1 3.1 動態(tài)鏈接庫的創(chuàng)建動態(tài)鏈接庫的創(chuàng)建 在此同樣通過一個實例來介紹動態(tài)鏈接庫的創(chuàng)建與使用。在實例中，依然使用Add函數(shù)進行講解，這樣一方面可以沿用上面靜態(tài)鏈接的有關(guān)內(nèi)容，另一方面也可以了解動態(tài)鏈接庫與靜態(tài)鏈接庫在創(chuàng)建和使用上的異同。3.

13、1.1 3.1.1 創(chuàng)建一個創(chuàng)建一個Win32Win32控制臺應(yīng)用程序控制臺應(yīng)用程序3.1.2 3.1.2 選擇靜態(tài)庫應(yīng)用程序類型選擇靜態(tài)庫應(yīng)用程序類型3.1.3 3.1.3 新建一個新建一個.h .h文件文件 編寫一個聲明頭文件Dynamic.h，以便在以后鏈接時告知編譯器該鏈接庫中的具體的導(dǎo)入內(nèi)容（一般包括代碼和資源）。Dynamic.h： ifndef _DYNAMIC_H_ / 防止該頭文件重復(fù)引用 #define _DYNAMIC_H_ extern C _declspec(dllexport) int Add(int a, int b); / 聲明導(dǎo)出函數(shù) #endif3.1.4

14、3.1.4 新建一個新建一個.cpp.cpp文件文件 用于定義導(dǎo)出函數(shù)的源文件Dynamic.cpp，編碼實現(xiàn)兩個整數(shù)相加的Add函數(shù)。extern “C” _declspec(dllexport) int Add(int a, int b) / 聲明為DLL導(dǎo)出函數(shù) return a + b; 3.1.4 3.1.4 生成生成 點工具欄上的生成按鈕，則可以在debug下生成：2.2 2.2 動態(tài)鏈接庫的使用動態(tài)鏈接庫的使用 1、載入時動態(tài)鏈接、載入時動態(tài)鏈接 2、運行時動態(tài)鏈接、運行時動態(tài)鏈接2.2.1 2.2.1 載入時動態(tài)鏈接載入時動態(tài)鏈接 將導(dǎo)入庫Dynamic.lib及其聲明頭文件D

15、ynamic.h一同復(fù)制到UseDLL項目目錄下，并把Dynamic.dll復(fù)制到項目的Debug目錄中。并在源文件UseDLL.cpp中使用預(yù)編譯命令鏈接Dynamic.lib（也可以在IDE的項目屬性中設(shè)置鏈接器選項）。 源文件源文件UseDLL.cpp中的代碼如下：中的代碼如下：#pragma comment(lib, “Dynamic.lib”) / 鏈接導(dǎo)入庫Dynamic.lib #include #include “Dynamic.h” / 聲明頭文件，提供導(dǎo)出函數(shù)Add的聲明 int main() int a = 1, b = 2; couta+b=Add(a,b); / 調(diào)用

16、Dynamic.DLL中的Add函數(shù) return 0;2.2.1 2.2.1 運行時動態(tài)鏈接運行時動態(tài)鏈接 運行時動態(tài)鏈接的代碼相對麻煩些，需要使用到Windows的三個API函數(shù)，還要進行一些判斷以防止不必要的麻煩。我們在UseDLL項目的基礎(chǔ)上做些修改來實現(xiàn)運行時動態(tài)鏈接。這里只需要把Dynamic.dll復(fù)制到UseDLL項目的Debug目錄中，因為不用在編譯的時候鏈接導(dǎo)入庫，只要在運行根據(jù)需要鏈接Dynamic.dll。2.2.1 2.2.1 運行時動態(tài)鏈接運行時動態(tài)鏈接 下面先給出修改后的源文件Dynamic.cpp的代碼：#include / 用于聲明window API函數(shù)及宏

17、等#includetypedef int (* FuncAdd)(int a, int b); / 定義將要調(diào)用的導(dǎo)出函數(shù)Add的指針類型 int main() FuncAdd Add; / 定義Add函數(shù)指針 int a = 1, b = 2; HMODULE hDLL = LoadLibrary(TEXT(MyDLL.dll); / 載入DLL，并獲取其句柄 if (hDLL) / MyDLL.dll載入成功 Add = (FuncAdd)GetProcAddress(hDLL, Add); / 獲取導(dǎo)出函數(shù)Add指針 if (Add) / 正確獲取Add函數(shù)指針 couta+b=Add(

18、a,b); / 調(diào)用導(dǎo)出函數(shù)Add else / 沒有找到Add函數(shù) coutAdd Not Found!n; else / MyDLL.dll載入失敗 coutLoadLibrary Failed!n; FreeLibrary(TEXT(MyDLL.dll); / 釋放DLL return 0; 2.2.1 2.2.1 運行時動態(tài)鏈接運行時動態(tài)鏈接 由于沒有鏈接導(dǎo)入庫，不能使用地址符號定位導(dǎo)出函數(shù)的入口地址，只能通過GetProcAdress來獲取其在地址空間中的指針，再通過指針調(diào)用。但程序在運行之前，GetProcAdress無法判斷指針的有效性。因此，為了防止Dynamic項目中不存在Add函數(shù)而