Работа с библиотеками динамической компоновки (DLL)
Экспортирование функций из DLL
Чтобы приложение могло обращаться к функциям динамической библиотеки, каждая из них должна занимать строку в таблице экспортируемых функций DLL. Есть два способа занести функцию в эту таблицу на этапе компиляции.
Метод __declspec (dllexport)
Можно экспортировать функцию из DLL, поставив в начале ее описания модификатор __declspec (dllexport) . Кроме того, в состав MFC входит несколько макросов, определяющих __declspec (dllexport), в том числе AFX_CLASS_EXPORT, AFX_DATA_EXPORT и AFX_API_EXPORT.
Метод __declspec применяется не так часто, как второй метод, работающий с файлами определения модуля (.def), и позволяет лучше управлять процессом экспортирования.
Файлы определения модуля
Синтаксис файлов с расширением .def в Visual C++ достаточно прямолинеен, главным образом потому, что сложные параметры, использовавшиеся в ранних версиях Windows, в Win32 более не применяются. Как станет ясно из следующего простого примера, .def-файл содержит имя и описание библиотеки, а также список экспортируемых функций:
MyDLL.def
LIBRARY "MyDLL"
DESCRIPTION 'MyDLL - пример DLL-библиотеки'
EXPORTS
MyFunction @1
В строке экспорта функции можно указать ее порядковый номер, поставив перед ним символ @. Этот номер будет затем использоваться при обращении к GetProcAddress (). На самом деле компилятор присваивает порядковые номера всем экспортируемым объектам. Однако способ, которым он это делает, отчасти непредсказуем, если не присвоить эти номера явно.
В строке экспорта можно использовать параметр NONAME. Он запрещает компилятору включать имя функции в таблицу экспортирования DLL:
MyFunction @1 NONAME
Иногда это позволяет сэкономить много места в файле DLL. Приложения, использующие библиотеку импортирования для неявного подключения DLL, не "заметят" разницы, поскольку при неявном подключении порядковые номера используются автоматически. Приложениям, загружающим библиотеки DLL динамически, потребуется передавать в GetProcAddress порядковый номер, а не имя функции.
При использовании вышеприведенного def-файл описания экспортируемых функций DLL-библиотеки может быть,например, не таким:
#define EXPORT extern "C" __declspec (dllexport)
EXPORT int CALLBACK MyFunction(char *str);
a таким:
extern "C" int CALLBACK MyFunction(char *str);
Экспортирование классов
Создание .def-файла для экспортирования даже простых классов из динамической библиотеки может оказаться довольно сложным делом. Понадобится явно экспортировать каждую функцию, которая может быть использована внешним приложением.
Если взглянуть на реализованный в классе файл распределения памяти, в нем можно заметить некоторые весьма необычные функции. Оказывается, здесь есть неявные конструкторы и деструкторы, функции, объявленные в макросах MFC, в частности _DECLARE_MESSAGE_MAP, а также функции, которые написанные программистом.
Хотя можно экспортировать каждую из этих функций в отдельности, есть более простой способ. Если в объявлении класса воспользоваться макромодификатором AFX_CLASS_EXPORT, компилятор сам позаботится об экспортировании необходимых функций, позволяющих приложению использовать класс, содержащийся в DLL.
Память DLL
В отличие от статических библиотек, которые, по существу, становятся частью кода приложения, библиотеки динамической компоновки в 16-разрядных версиях Windows работали с памятью несколько иначе. Под управлением Win 16 память DLL размещалась вне адресного пространства задачи. Размещение динамических библиотек в глобальной памяти обеспечивало возможность совместного использования их различными задачами.
В Win32 библиотека DLL располагается в области памяти загружающего ее процесса. Каждому процессу предоставляется отдельная копия "глобальной" памяти DLL, которая реинициализируется каждый раз, когда ее загружает новый процесс. Это означает, что динамическая библиотека не может использоваться совместно, в общей памяти, как это было в Winl6.
И все же, выполнив ряд замысловатых манипуляций над сегментом данных DLL, можно создать общую область памяти для всех процессов, использующих данную библиотеку.
Допустим, имеется массив целых чисел, который должен использоваться всеми процессами, загружающими данную DLL. Это можно запрограммировать следующим образом:
#pragma data_seg(".myseg")
int sharedlnts[10] ;
// другие переменные общего пользования
#pragma data_seg()
#pragma comment(lib, "msvcrt" "-SECTION:.myseg,rws");
Все переменные, объявленные между директивами #pragma data_seg(), размещаются в сегменте .myseg. Директива #pragma comment () - не обычный комментарий. Она дает указание библиотеке выполняющей системы С пометить новый раздел как разрешенный для чтения, записи и совместного доступа.
Полная компиляция DLL
Если проект динамической библиотеки создан с помощью AppWizard и .def-файл модифицирован соответствующим образом - этого достаточно. Если же файлы проекта создаются вручную или другими способами без помощи AppWizard, в командную строку редактора связей следует включить параметр /DLL. В результате вместо автономного выполняемого файла будет создана библиотека DLL.
Если в .def-файле есть строка LIBRART, указывать явно параметр /DLL в командной строке редактора связей не нужно.
Для MFC предусмотрен ряд особых режимов, касающихся использования динамической библиотекой библиотек MFC. Этому вопросу посвящен следующий раздел.
DLL и MFC
Программист не обязан использовать MFC при создании динамических библиотек. Однако использование MFC открывает ряд очень важных возможностей.
Имеется два уровня использования структуры MFC в DLL. Первый из них - это обычная динамическая библиотека на основе MFC, MFC DLL (regular MFC DLL). Она может использовать MFC, но не может передавать указатели на объекты MFC между DLL и приложениями. Второй уровень реализован в динамических расширениях MFC (MFC extensions DLL). Использование этого вида динамических библиотек требует некоторых дополнительных усилий по настройке, но позволяет свободно обмениваться указателями на объекты MFC между DLL и приложением.
Обычные MFC DLL
Обычные MFC DLL позволяют применять MFC в динамических библиотеках. При этом приложения, обращающиеся к таким библиотекам, не обязательно должны быть построены на основе MFC. В обычных DLL можно использовать MFC любым способом, в том числе создавая в DLL новые классы на базе классов MFC и экспортируя их в приложения.
Однако обычные DLL не могут обмениваться с приложениями указателями на классы, производные от MFC.
Если приложению необходимо обмениваться с DLL указателями на объекты классов MFC или их производных, нужно использовать расширение DLL, описанное в следующем разделе.
Архитектура обычных DLL рассчитана на использование другими средами программирования, такими как Visual Basic и PowerBuilder.
При создании обычной библиотеки MFC DLL с помощью AppWizard выбирается новый проект типа MFC AppWizard (dll). В первом диалоговом окне мастера приложений необходимо выбрать один из режимов для обычных динамических библиотек: "Regular DLL with MFC statistically linked" или "Regular DLL using shared MFC DLL". Первый предусматривает статическое, а второй - динамическое подключение библиотек MFC. Впоследствии режим подключения MFC к DLL можно будет изменить с помощью комбинированного списка на вкладке "General" диалогового окна "Project settings".
Управление информацией о состоянии MFC
В каждом модуле процесса MFC содержится информация о его состоянии. Таким образом, информация о состоянии DLL отлична от информации о состоянии вызвавшего ее приложения. Поэтому любые экспортируемые из библиотеки функции, обращение к которым исходит непосредственно из приложений, должны сообщать MFC, какую информацию состояния использовать. В обычной MFC DLL, использующей динамические библиотеки MFC, перед вызовом любой подпрограммы MFC в начале экспортируемой функции нужно поместить следующую строку:
AFX_MANAGE_STATE(AfxGetStaticModuleState()) ;
Данный оператор определяет использование соответствующей информации о состоянии во время выполнения функции, обратившейся к данной подпрограмме.
Динамические расширения MFC
MFC позволяет создавать такие библиотеки DLL, которые воспринимаются приложениями не как набор отдельных функций, а как расширения MFC. С помощью данного вида DLL можно создавать новые классы, производные от классов MFC, и использовать их в своих приложениях.
Чтобы обеспечить возможность свободного обмена указателями на объекты MFC между приложением и DLL, нужно создать динамическое расширение MFC. DLL этого типа подключаются к динамическим библиотекам MFC так же, как и любые приложения, использующие динамическое расширение MFC.
Чтобы создать новое динамическое расширение MFC, проще всего, воспользовавшись мастером приложении, присвоить проекту тип MFC AppWizard (dll) и на шаге 1 включить режим "MFC Extension DLL". В результате новому проекту будут присвоены все необходимые атрибуты динамического расширения MFC. Кроме того, будет создана функция DllMain для DLL, выполняющая ряд специфических операций по инициализации расширения DLL. Следует обратить внимание, что динамические библиотеки данного типа не содержат и не должны содержать объектов, производных от CWinApp.
Инициализация динамических расширений
Чтобы "вписаться" в структуру MFC, динамические расширения MFC требуют дополнительной начальной настройки. Соответствующие операции выполняются функцией DllMain. Рассмотрим пример этой функции, созданный мастером AppWizard.
static AFX_EXTENSION_MODULE MyExtDLL = { NULL, NULL } ;
extern "C" int APIENTRY
DllMain(HINSTANCE hinstance, DWORD dwReason, LPVOID IpReserved)
{
if (dwReason == DLL_PROCESS_ATTACH)
{
TRACED("MYEXT.DLL Initializing!n") ;
// Extension DLL one-time initialization
AfxInitExtensionModule(MyExtDLL, hinstance) ;
// Insert this DLL into the resource chain
new CDynLinkLibrary(MyExtDLL);
}
else if (dwReason == DLL_PROCESS_DETACH)
{
TRACED("MYEXT.DLL Terminating!n") ;
}
return 1; // ok
}
Самой важной частью этой функции является вызов AfxInitExtensionModule. Это инициализация динамической библиотеки, позволяющая ей корректно работать в составе структуры MFC. Аргументами данной функции являются передаваемый в DllMain дескриптор библиотеки DLL и структура AFX_EXTENSION_MODULE, содержащая информацию о подключаемой к MFC динамической библиотеке.
Нет необходимости инициализировать структуру AFX_EXTENSION_MODULE явно. Однако объявить ее нужно обязательно. Инициализацией же займется конструктор CDynLinkLibrary. В DLL необходимо создать класс CDynLinkLibrary. Его конструктор не только будет инициализировать структуру AFX_EXTENSION_MODULE, но и добавит новую библиотеку в список DLL, с которыми может работать MFC.
Загрузка динамических расширений MFC
Начиная с версии 4.0 MFC позволяет динамически загружать и выгружать DLL, в том числе и расширения. Для корректного выполнения этих операций над создаваемой DLL в ее функцию DllMain в момент отключения от процесса необходимо добавить вызов AfxTermExtensionModule. Последней функции в качестве параметра передается уже использовавшаяся выше структура AFX_EXTENSION_MODULE. Для этого в текст DllMain нужно добавить следующие строки.
if(dwReason == DLL_PROCESS_DETACH)
{
AfxTermExtensionModule(MyExtDLL);
}
Кроме того, следует помнить, что новая библиотека DLL является динамическим расширением и должна загружаться и выгружаться динамически, с помощью функций AfxLoadLibrary и AfxFreeLibrary,а не LoadLibrary и FreeLibrary.
Экспортирование функций из динамических расширений
Рассмотрим теперь, как осуществляется экспортирование в приложение функций и классов из динамического расширения. Хотя добавить в DEF-файл все расширенные имена можно и вручную, лучше использовать модификаторы для объявлений экспортируемых классов и функций, такие как AFX_EXT_CLASS и AFX_EXT_API,например:
class AFX_EXT_CLASS CMyClass : public CObject
(
// Your class declaration
}
void AFX_EXT_API MyFunc() ;