68899

Динамически подключаемые библиотеки

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

До сих пор мы использовали множество функций API для создания окон и оконных процедур, рисования, работы с клавиатурой и мышью, ввода-вывода. Все эти функции работали исправно и вы не задумывались над вопросом: где расположены эти функции и каким образом они подключаются к вашей программе.

Русский

2014-09-26

47 KB

4 чел.

Лекция 12. Динамически подключаемые библиотеки

Типы связывания

До сих пор мы использовали множество функций API для создания окон и оконных процедур, рисования, работы с клавиатурой и мышью, ввода-вывода. Все эти функции работали исправно и вы не задумывались над вопросом: где расположены эти функции и каким образом они подключаются к вашей программе. Все, что вам необходимо было сделать, это подключить соответствующий заголовочный файл (чаще всего это был <windows.h>) и вызвать необходимую функцию. Все остальные действия по включению функции в вашу программу среда программирования делала автоматически. Теперь пришла пора рассмотреть механизмы, обеспечивающие возможность использования функций.

Начнем с рассмотрения самого обыкновенного механизма использования функции, определенной в вашей программе. Например, вы создаете программу вычисления факториала и определяете внутри программы функцию, которая непосредственно этот факториал вычисляет:

#include "iostream.h"

// Функция вычисления факториала

int NFactorial(int N)

{    

if (N==1) return 1

                    else  return NFactorial(N-1) * N;

}

// Основная программа

int main()

{

cout<<NFactorial(3)<<endl;

return 0;

}

Таким образом, ваша функция расположена прямо в тексте программы. Процесс компиляции приведенной выше программы можно отобразить следующей схемой:

     Файл factorial.cpp Файл factorial.obj Файл factorial.exe

Рис.12.1 Компиляция программы со статическим связыванием первого вида

Приведенная на рисунке 12.1 схема отображает процесс статического связывания первого вида, когда функция расположена в самом тексте программы, при компиляции переводится в объектный код и помещается вместе с объектным кодом основной программы в один файл, который носит название объектного файла (*.obj). После этого, компоновщик (программа связи) создает *.ехе файл, в который включены все объектные части программы и эти части связаны между собой посредством адресации. Вы можете вынести функцию в отдельный текстовый файл, включив его в проект и объявив в файле-заголовке *.h.

Статическое связывание второго вида подразумевает использование в вашей программе функций, определенных в других файлах (библиотеках). Файлы-библиотеки как правило имеют расширение *.lib и подключаются к вашему исполняемому файлу (*.exe)  только на этапе компиляции и связывания (Рис.2). Таким образом, они не компилируются заново, их объектный код (аналог файла *.obj) уже существует, и прикомпилируется к вашему файлу (*.obj) во время компиляции. Единственное, что необходимо сделать, это подключить нужный файл –заголовок (*.h) в текст программы.

     Файл factorial.cpp Файл factorial.obj Файл factorial.exe

Рис.12.2 Компиляция программы со статическим связыванием второго вида

И, наконец, вы имеете возможность использовать динамически подключаемые библиотеки (*.dll). Функции, находящиеся в них подключаются к вашему исполняемому файлу (*.exe) только в момент вызова, то есть в тот момент, когда программа выполняется и идет обращение к указанной функции. Таким образом, функция не компилируется вместе с вашей программой, не участвует в процессе связывания и не содержится в вашем *.exe файле!!! Такой подход имеет неоспоримые преимущества:

  1.  Часто используемые функции хранятся в отдельных файлах. Например все функции API реализованы в DLL и поставляются вместе с операционной системой. Таким образом, все программы под Windows имеют возможность использовать одни и те же функции.
  2.  Нет необходимости помещать все функции программы в *.exe файл. Их можно подгружать по мере надобности.
  3.  Возможность использования новых версий функций (dll-файлов) без перекомпиляции исполняемых модулей (exe-файлов).

Рассмотрим процесс создания и использования библиотек DLL.

Процесс создания динамической библиотеки проходит в два этапа. Первый из них заключается в создании файла-заголовка (*.h), который определяет основные свойства проекта.

С помощью "визарда" среды Microsoft Visual C++ создайте новый проект, выбрав в качестве типа проекта Dinamic Linked Library , после чего определите "пустой проект" (empty project). Теперь вам предстоит самостоятельно создать файлы проекта. Пусть имя вашего проекта будет funlib.

Создайте файл заголовка – funlib.h (при помощи меню File\New..., выбрав файл-заголовок ). В этом файле наьерите следующий текст:

// File funlib.h

#define EXPORT extern "C" __declspec(dllexport)

EXPORT BOOL CALLBACK return333();

EXPORT int CALLBACK MyInc(int i);

Первая строка файла определяет некоторую директиву EXPORT, которая будет использоваться для подключения сервисов, необходимых для создания ссылок на экспортируемые функции (то есть функции, которые могут быть использованы или импортированы другими программами). Следующие две строки являются предварительным объявлением функций, директива EXPORT и делает их динамическими функциями.

Теперь осталось написать обычный текст программы *.cpp, который мало чем  отличается от обычного:

//funlib.cpp

#include <windows.h>

#include <string.h>

#include "fulib.h"

int WINAPI DllMain(HINSTANCE hInstance, DWORD fdwReason, PVOID pvReserved)

{

          return TRUE;

}

EXPORT BOOL CALLBACK EdrCenterText()

{

return 333;

}

EXPORT int CALLBACK MyInc(int i)

{

return ++i;

}

Незнакомой здесь является только функция DllMain, которая является аналогом функции main для консольных приложений и функции WinMain для приложений, написанный под Windows. Эта функция автоматически вызывается при загрузке любой dll. Возвращаемое значение TRUE свидетельствует об успешной загрузке и инициализации внутренних ресурсов. Остальные две функции являются обычными функциями пользователя, а директива EXPORT уже нам знакома. Все. Компилируем проект и dll готова!

Настала пора ее использования. Для этого создадим обычное консольное приложение Win32 и назовем его usedll. Для использования funlib.dll необходимо выполнить следующие: поместить в каталог проекта файлы funlib.h и funlib.lib. Второй файл является результатом компиляции предыдущего проекта и его можно найти в каталоге Debug. Кроме этого, в меню Project\Settings\Link, Категория General, поле Object\library modules необходимо вписать имя файла-библиотеки для организации настроек связывания. Текст программы usedll.cpp приведен ниже.

// usedll.cpp : Defines the entry point for the console application.

#include "stdafx.h"

#include "iostream.h"

#include "funlib.h"

int main(int argc, char* argv[])

{

cout<<return333()<<endl;

cout<<MyInc(5)<<endl;

return 0;

}

Данная программа выполнится если в каталоге, где располагается файл usedll.exe расположен файл динамической библиотеки funlib.dll. В результате выполнения данной программы на экране вы увидите следующую картину:

333

6

В заключении следует отметить, что используя механизмы динамического связывания, можно определять не только функции, но переменные и даже классы.

Второй способ использования DLL

Рассмотренный выше способ написания программы, использующей динамически подключаемые библиотеки пригоден только в том случае, когда вы сами создали библиотеки, или, по крайней мере, вы имеете в наличии файл библиотеки *.lib. Однако, очень часто случается так, что есть только *.dll (или она только планируется). В этом случае можно использовать другой способ, который не требует для компиляции проекта наличия файлов, связанных с вызываемой *.dll.

Применение данного способа заключается в следующем:

  1.  Создаются прототипы функций, имеющие те же параметры, что и необходимые функции внутри *.dll. Для нашего примера это будет выглядеть так:

typedef  BOOL  (WINAPI * Inc)(int i);

  1.  Объявляется переменная типа указателя на данную функцию:

Inc pI;

  1.  В программе осуществляется загрузка библиотеки:

HINSTANCE hL;

hL=LoadLibrary("funlib.dll");

  1.  объявленному указателю на функцию присваивается адрес функции из *.dll:

pI=(Inc)GetProcAddress(hL,(LPCSTR)2);

  1.  Функция используется по назначению:

cout<<pI(6);

  1.  После использования выгружается из памяти:

FreeLibrary(hL);

Целиком рассмотренный пример выглядит следующим образом:

#include "stdafx.h"

#include "iostream.h"

#include "windows.h"

HINSTANCE hL;

typedef int (CALLBACK * Inc)(int i);

Inc pI;

int main(int argc, char* argv[])

{   hL=LoadLibrary("1111.dll");

   pI=(Inc)GetProcAddress(hL,(LPCSTR)2);

   cout<<pI(6);

FreeLibrary(hL);

return 0;

}

Наличие *.dll требуется только во время запуска  *.exe файла.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

35480. Локальна політика безпеки 29.25 KB
  Мета: Навчитися максимально захищати систему від проникнення та відновлення паролю вбудованими методами до системи. Настроювання параметрів на кожнім з перерахованих кроків надають адміністраторам системи визначену волю дій у тому випадку коли співробітники компанії не виконують вимоги парольної політики на якомусь з етапів. Захист системи від несанкціонованого відновлення паролю Хід роботи: 1. За максимальними параметрами налагодити по крокам парольну безпеку системи використовуючи правила при встановленні паролю.
35481. Мережеві можливост системиі Windows 272.39 KB
  Нажать кнопку Пуск, а затем выбрать там пункт Выполнить. Ввести команду cmd, откроется командная строка ОС Windows. В командной строке необходимо ввести команду ipconfig /all. Отобразится полная информация об установленных сетевых адаптеров.
35482. Мережеві можливості системи Linux 27.77 KB
  Вы даёте fingerу имя пользователя или адрес email и он попытается связаться с соответствующим сервером чтобы получить от него имя пользователя номер офиса телефон и другую информацию.com finger может возвратить имя пользователя состояние почты телефонные номера и файлы типа €œdot plan€ и €œdot project€. по умолчанию предоставляются следующие данные: Имя пользователя Номер офиса Номер домашнего телефона Номер рабочего телефона Состояние логина Состояние email Содержимое файла. Пример: finger имя вашей учетной записи другой...
35483. Запуск команд у визначений час за допомогою команди at 15.89 KB
  Формат команди Опис at hh:mm Виконати завдання під час hh:mm у 24годинному форматі at hh:mm місяць день рік Виконати завдання під час hh:mm у 24годинному форматі у відповідний день at 1 Вивести список завдань у черзі; псевдонім команду atq at now count timeunits Виконати завдання через визначений час що задано параметром count відповідних одиницях тижнях днях чи годинник хвилинах at d jobJD Видалити завдання з ідентифікатором JobJD з черги; псевдонім команди atnn Планування виконання за допомогою сron і crontab синтаксис команд...
35484. Процесcы в Windows 143.5 KB
  Потоки Процессы инертны. Отвечают же за исполнение кода содержащегося в адресном пространстве процесса потоки. Поток thread некая сущность внутри процесса получающая процессорное время для выполнения. В каждом процессе есть минимум один поток.
35485. Процессы. Системные вызовы fork() и exec(). Нити 11.64 KB
  Процесс в Linux как и в UNIX это программа которая выполняется в отдельном виртуальном адресном пространстве. Когда пользователь регистрируется в системе автоматически создается процесс в котором выполняется оболочка shell например bin bash. Linux поддерживает параллельное или квазипараллельного при наличии только одного процессора выполнение процессов пользователя. Каждый процесс выполняется в собственном виртуальном адресном пространстве т.
35486. Режимы ядра и пользователя Windows 73.01 KB
  Windows NT раньше поддерживала несколько архитектур центральных процессоров включая PowerPC и Alpha современные версии Windows NT поддерживают только процессоры компании Intel и совместимые с ними модели например компании AMD. Страницы памяти которые содержат код в отличие от данных могут быть отмечены как предназначенные только для чтения пользовательскими процессами и кодом на уровне ядра Приложения которые выполняются в пользовательском режиме получают доступ к службам ядра Windows NT вызывая специальные инструкции допускающие...
35487. Информационные процессы 256 KB
  Будем различать данные знания и информацию: информацию можно получить после соответствующей обработки знаний или данных.ru : информацию по отраслям статистики; интегрированные базы данных; статистическую информацию первичных отчетов. Государственная система правовой информации включает: комплекс баз данных правовой информации содержащей более 340000 правовых актов; база данных действующего российского законодательства; база данных судебной статистики и т. Централизованное базируется на базах данных МЧС МВД и т.
35488. Информационные системы в экономике. Общая характеристика методов формирования решений 124.5 KB
  Принятие решения – это всегда выбор определенного направления деятельности из нескольких возможных. Следует различать два процесса: формирование решения и принятие решения. Формирование решения – это подготовка исходных данных и их обработка таким образом что бы было ясно последствия его принятия. Принятие решения – это изучение различных вариантов их последствий и утверждение одного из них.