Matlab Mex库的生命周期

Question

Matlab Mex库的生命周期

c++cmatlabmex

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有人知道Matlab MEX库的生命周期吗？具体来说，我对以下内容感兴趣：

是否有一种方法可以在调用之前强制加载库？
该库是单例还是加载多个实例？
是否有任何初始化挂钩可在调用之前使用？
是否有析构函数挂钩/信号可在卸载库以进行清理时拦截？

我在这里和在线上进行了广泛搜索，但找不到这些问题的答案。我的问题在初始化方面存在一些性能成本，如果可能的话，我想避免这种情况，而无需编写服务。

- panos

2个回答

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如我在评论中提到的，在Windows操作系统下，您可以实现DllMain入口点。这是因为MEX文件只是具有不同扩展名的常规DLL文件。下面是一个最小示例：

testDLL.cpp

#include "mex.h"
#include <windows.h>

BOOL APIENTRY DllMain(HANDLE hModule, DWORD dwReason, LPVOID lpReserved)
{
    switch (dwReason) {
    case DLL_PROCESS_ATTACH:
        mexPrintf("DLL_PROCESS_ATTACH: hModule=0x%x\n", hModule);
        break;
    case DLL_THREAD_ATTACH:
    case DLL_THREAD_DETACH:
        break;
    case DLL_PROCESS_DETACH:
        mexPrintf("DLL_PROCESS_DETACH: hModule=0x%x\n", hModule);
        break;
    }
    return TRUE;
}

void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
    mexPrintf("Inside MEX-function\n");
}

以下是它的工作原理：

>> mex -largeArrayDims testDLL.cpp

>> testDLL
DLL_PROCESS_ATTACH: hModule=0xa0980000
Inside MEX-function

>> testDLL
Inside MEX-function

>> clear testDLL
DLL_PROCESS_DETACH: hModule=0xa0980000

- Amro

对于Linux，您可以使用全局/静态C++对象来实现类似的功能。请参见此链接：https://dev59.com/x2cs5IYBdhLWcg3w8oXK - Amro

很好的例子，现在已经从我的回答中链接。+1 - chappjc

这是一个很好的答案，谢谢！我在使用Linux，但是我可以像Amro指出的那样实现一个带有静态构造函数的C++类。同时，非常感谢chappj提供的详细信息和示例。我不知道为什么系统不允许我选择两个正确答案。 - panos

@panos 没问题，Amro 是真正的 MEX 专家。虽然感谢你的点赞。无论如何，如果你删除 #include <windows.h> 并将 NULL 替换为 (void*)，我的示例应该可以在 Linux 上工作，尽管你在 MATLAB 中注册的 mexAtExit 函数不像 DllMain 或静态类构造函数和析构函数那样灵活。 - chappjc

我应该说，总的来说，你应该非常小心地将什么放入你的DllMain函数中：https://www.google.com/search?q=DllMain+site:blogs.msdn.com/b/oldnewthing - Amro

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

- chappjc · Accepted Answer

MEX文件会一直保持加载状态，直到您清除它（clear myMexFun或clear mex）或退出MATLAB。

对于预加载，我只能建议使用没有输入或等效无操作输入调用函数。我在我的mexFunction中创建了简单的代码路径来处理这些调用而不出错，最简单的例子是if(!nrhs) return;。随后的调用将不需要从磁盘加载mexFunction（或任何由MEX函数调用的共享库中的其他函数），您也不需要担心此后的初始化成本。

关于初始化/清理、构造函数/析构函数等，我不知道有什么方法可以看到 MATLAB 在加载或卸载 MEX 文件时在做什么，但是一个 MEX 文件是一个普通的共享库（即 DLL/SO），只导出一个函数（mexFunction is the only entry point），因此，正如 Amro 指出的那样，您可以在 Windows 中实现 DllMain 来定义模块和线程的附加/分离操作（请参见他的回答中的优秀示例）。我不知道还有其他与库交互的机制。

为了在模块卸载时执行任务，您可以在mexFunction中使用mexAtExit向MATLAB注册一个函数，在MEX函数卸载（再次清除或MATLAB退出）时调用该函数。只需在全局命名空间中定义一个static函数并将其注册到mexAtExit即可。MATLAB提供的示例（mexatexit.c）演示了如何关闭在mexFunction中打开但未关闭的文件流。您还可以释放持久内存、关闭流等。这是一个人为制造的例子：

mexDLLtext.cpp:

#include "mex.h"
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

static FILE   *fp=NULL;
static double *pDataC=NULL, *pDataCpp=NULL, *pMxData=NULL;
static char fName[L_tmpnam], counter = 0;

static void CleanUp(void)
{
  fclose(fp);        /* close file opened with fopen */
  free(pDataC);      /* deallocate buffer allocated with malloc/calloc */
  delete[] pDataCpp; /* deallocate buffer allocated with new double[...] */
  mxFree(pMxData);   /* free data created with mx function like mxMalloc */

  mexPrintf("Closing %s and freeing memory...\n",fName);
}

void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
    if (!fp) { tmpnam(fName); fp = fopen(fName,"w"); }
    fprintf(fp,"%d ",++counter);

    if (!pDataC) pDataC = (double*) malloc(sizeof(double)*16);
    if (!pDataCpp) pDataCpp = new double[16];
    if (!pMxData) {
        pMxData = (double*) mxMalloc(sizeof(double)*16);
        mexMakeMemoryPersistent(pMxData); mexPrintf("First!\n");
    }

    mexAtExit(CleanUp);
    // Then use the persistent data...
}

运行时：

>> mex -largeArrayDims mexDLLtest.cpp
>> for i=1:5, mexDLLtest; end
First!
>> clear mexDLLtest
Closing \s1rg.1 and freeing memory...
>> type E:\s1rg.1

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你可以通过 mexLock 和 mexUnlock 来控制文件的卸载。

然而，当函数开始和返回到MATLAB时，参数（即prhs，plhs）的处理方式已经有非常详细的文档，所以我猜这不是你想问的问题。

关于多个实例，如果您使用Windows系统，可以尝试使用Sysinternals' Process Explorer查看在MATLAB.exe下运行的线程中加载了哪些模块。无论我调用函数的次数有多少次或多快，我只在线程列表中看到一个（单线程）MEX文件的一个实例。但是，一旦回到命令行，您可以执行version -modules以查看已加载模块的列表，正如Amro所建议的那样。 MEX文件仍将存在，并且与Process Explorer可见的线程列表一样，我只看到某个MEX文件的一个实例。

感谢Amro的建议。我很想看到更权威的答案！