C++：从dll动态加载类

Question

C++：从dll动态加载类

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在我的当前项目中，我希望能够从一个dll中加载一些类（这个dll不总是相同的，而且即使在编译我的应用程序时可能不存在）。对于给定的类可能会有几个替代的dll（例如用于Direct3D9和OpenGL的实现），但在任何时候只会加载/使用其中一个dll。

我有一组基础类，定义了我想要加载的类的接口以及一些基本方法/成员（即用于引用计数的方法/成员），然后dll项目会从这些基础类派生出他们自己的类。

//in namespace base
class Sprite : public RefCounted//void AddRef(), void Release() and unsigned refCnt
{
public:
    virtual base::Texture *GetTexture()=0;
    virtual unsigned GetWidth()=0;
    virtual unsigned GetHeight()=0;
    virtual float GetCentreX()=0;
    virtual float GetCentreY()=0;
    virtual void SetCentre(float x, float y)=0;

    virtual void Draw(float x, float y)=0;
    virtual void Draw(float x, float y, float angle)=0;
    virtual void Draw(float x, float y, float scaleX, flota scaleY)=0;
    virtual void Draw(float x, float y, float scaleX, flota scaleY, float angle)=0;
};

问题是我不确定如何使可执行文件和其他dll加载和使用这些类，因为我之前只使用过只有一个dll的情况，我可以通过使用生成dll时得到的.lib文件让Visual Studio链接器来解决所有问题。

我不介意为实例化这些类使用工厂方法，其中很多类已经通过设计使用此方式（例如，精灵类由主图形类创建，即Graphics->CreateSpriteFromTexture(base::Texture*)）。

编辑：当我需要编写供Python使用的C++ dll时，我使用了一个名为pyCxx的库。结果得到的dll基本上只导出了一个方法，该方法创建了“Module”类的一个实例，该实例然后可以包含用于创建其他类等的工厂方法。

最终的dll可以在Python中仅使用“import [dllname]”导入。

//dll compiled as cpputill.pyd
extern "C" void initcpputill()//only exported method
{
    static CppUtill* cpputill = new CppUtill;
}

class CppUtill : public Py::ExtensionModule<CppUtill>
{
public:
    CppUtill()
    : Py::ExtensionModule<CppUtill>("cpputill")
    {
        ExampleClass::init_type();

        add_varargs_method("ExampleClass",&CppUtill::ExampleClassFactory, "ExampleClass(), create instance of ExampleClass");
        add_varargs_method("HelloWorld",  &CppUtill::HelloWorld,  "HelloWorld(), print Hello World to console");

        initialize("C Plus Plus module");
    }
...
class ExampleClass
...
    static void init_type()
    {
        behaviors().name("ExampleClass");
        behaviors().doc ("example class");
        behaviors().supportGetattr();
        add_varargs_method("Random", &ExampleClass::Random, "Random(), get float in range 0<=x<1");
    }

它到底是如何工作的，我能在纯C++环境中使用它来解决我的问题吗？

- Fire Lancer

4个回答

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你正在重新发明COM。Refcounted类相当于IUnknown接口，而抽象类则相当于接口。在DLL中作为COM服务器的入口点名为DllGetClassObject()，它是一个类工厂。Microsoft有很多关于COM的文档可供参考，请查看一下他们是如何实现的。

- nobugz

我的想法完全一致。这里有一篇介绍性文章的链接：http://www.codeproject.com/KB/COM/comintro2.aspx - ChrisN

这是一个很好的观点，但令人沮丧的是，所有问题都归结于使用类似COM的构造，与.NET相比非常麻烦！ - Andy

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“在我撰写所有这些内容的同时，Paulius Maruška编辑了他的评论，基本上是说相同的话。因此，对于任何重复表示歉意，虽然我想现在你有多一个备用 :)

从我的记忆中，假设使用Visual C++...

您需要使用LoadLibrary来动态加载DLL，然后使用GetProcAddress从中检索出一个函数的地址，该函数将创建DLL代码实现的实际派生类。您如何决定精确执行此操作取决于您（需要查找DLL，需要指定它们公开功能的方式等），因此现在让我们假设插件仅提供新的Sprite实现。

为此，请确定主程序将调用以创建这些新Sprite之一的DLL中的函数的签名。这个看起来很合适：

”

typedef Sprite *(*CreateSpriteFn)();

然后，从主程序中，您需要加载一个 DLL（如何找到此 DLL 取决于您），并从中获取精灵创建函数。我已经决定将精灵创建函数命名为“CreateSprite”：

HMODULE hDLL=LoadLibrary(pDLLName);
CreateSpriteFn pfnCreateSprite=CreateSpriteFn(GetProcAddress(hDLL,"CreateSprite"));

然后要真正创建其中之一，只需调用该函数：

Sprite *pSprite=(*pfnCreateSprite)();

一旦您完成了 DLL 并且没有剩余被它创建的对象，那么您可以使用 FreeLibrary 将其卸载：

FreeLibrary(hDLL);

创建一个支持这个接口的DLL，需要编写派生类的代码等等，然后在DLL代码中提供CreateSprite函数，使用适当的签名，以便调用程序需要。

__declspec(dllexport)
extern "C"
Sprite *CreateSprite()
{
    return new MyNewSprite;
}

“dllexport”是指您可以使用GetProcAddress按名称选择此函数，并且extern "C"确保名称未被改变，不会出现“CreateSprite@4”之类的问题。

另外两个注意事项：

1. 如果GetProcAddress无法找到函数，则返回0，因此您可以使用它来扫描DLL列表（例如从FindFirstFile和朋友那里返回）查找支持接口的DLL，或尝试查找多个入口点并支持每个插件的多种类型。

2. 如果主程序要使用delete运算符删除精灵，则需要使用相同的运行时库构建DLL和主程序，以便主程序的delete和DLL的new都使用相同的堆。您可以通过让DLL提供一个DeleteSprite函数来解决这个问题，该函数使用DLL的运行时库而不是主程序的运行时库来删除精灵，但是仍然必须注意程序的其余部分，因此您可能只想强制DLL编写者使用与您的程序相同的运行时库。（例如，3D Studio MAX就需要这样做。）

- please delete me

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也许您想要了解DLL延迟加载（http://www.codeproject.com/KB/DLL/Delay_Loading_Dll.aspx） - 这将为您提供所需的功能，而无需过多努力。

- Paul Betts

当主应用程序构建时，如果我没有dll（它需要使用与dll创建的.lib），则无法工作，并且即使在主应用程序构建时所有dll都存在，我也看不到加载多个可能的dll的方法。 - Fire Lancer

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Paulius Maruška · Accepted Answer

在我看来，最简单的方法是编写一个简单的C函数，该函数返回指向其他地方描述的接口的指针。然后你的应用程序可以调用该接口的所有函数，而不必知道它使用的类是什么。

编辑：下面是一个简单的示例。

在您的主应用程序代码中，您创建了一个接口的头文件：

class IModule
{
public:
    virtual ~IModule(); // <= important!
    virtual void doStuff() = 0;
};

主应用程序编码使用上述接口，但没有提供有关接口实际实现的任何详细信息。

class ActualModule: public IModule
{
/* implementation */
};

现在，这些模块 - DLL的实际实现了接口，而那些类甚至不需要被导出 - __declspec (dllexport)不是必要的。模块的唯一要求是导出一个单一函数，用于创建和返回接口的实现：

__declspec (dllexport) IModule* CreateModule()
{
    // call the constructor of the actual implementation
    IModule * module = new ActualModule();
    // return the created function
    return module;
}

注意：错误检查被省略了 - 通常情况下，您需要检查新返回的指针是否正确，并保护自己免受ActualModule类构造函数中可能引发的异常。

然后，在您的主应用程序中，您只需要简单地加载模块（LoadLibrary函数）并找到函数CreateModule（GetProcAddr函数）。然后，您通过接口使用该类。

编辑2：您的Refcount（接口的基类）可以在主应用程序中实现（并导出）。然后，所有模块都需要链接到主应用程序的lib文件（是的！exe文件可以像dll文件一样拥有lib文件！），就足够了。