如何实现C++动态调用动态链接库（DLL或SO）

C++动态调用动态链接库（DLL或SO）主要步骤：

动态库调用流程大致可以描述为：0.创建动态库 -> 1.加载动态库 -> 2.定义函数类型 -> 3.获取函数地址 -> 4.调用函数 -> 5.卸载动态库。

这个流程和逻辑可以在不同的操作系统和编译器下略有差异，因此需要根据特定的平台和工具链做适当的调整。

0.创建动态库：

创建一个接口，并生成可供其他程序使用的DLL和SO（动态链接库）,步骤如下：
要创建一个接口，并生成可供其他程序使用的DLL和SO（动态链接库），可以按照以下步骤进行：

  1. 创建接口头文件（例如 helloFunc.h）：在头文件中定义接口的函数和数据结构。将接口的所有公共部分放在这个头文件中，并确保使用适当的导出声明。
// helloFunc.h

#ifdef _MSC_VER  // Windows环境下的导出声明
    #ifdef helloFunc_EXPORTS
        #define HELLOFUNC_API __declspec(dllexport)
    #else
        #define HELLOFUNC_API __declspec(dllimport)
    #endif
#else  // Linux/Unix下的导出声明
    #ifdef HELLOFUNC_EXPORTS
        #define HELLOFUNC_API __attribute__((visibility("default")))
    #else
        #define HELLOFUNC_API
    #endif
#endif

// 接口函数
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

HELLOFUNC_API void hello();

#ifdef __cplusplus
}
#endif
  1. 实现接口函数的源文件（例如 helloFunc.cpp）：在源文件中实现接口函数。确保使用正确的导出声明，并根据需要处理接口的具体逻辑。
// helloFunc.cpp

#include "helloFunc.h"

void hello() {
    // 实现函数逻辑
    // ...
}
  1. 生成 DLL 和 SO：
    • 在Windows环境下，可以使用 Visual Studio 或 MinGW 等工具来生成 DLL 文件。将接口头文件和实现源文件添加到工程中，并设置导出选项，编译工程以生成 DLL 文件。
    • 在Linux/Unix环境下，可以使用 GCC 或 Clang 等编译器来生成 SO 文件。将接口头文件和实现源文件编译成目标文件，然后使用编译器的特定选项和命令来将目标文件链接成 SO 文件。

1. 加载动态库：

使用操作系统提供的函数（如LoadLibrary()、dlopen()）加载动态库文件。需要指定动态库的文件路径或名称。

#if defined (WIN32) | defined (WIN64)
	HMODULE handle = nullptr; // 动态库句柄
#else
	void* handle = nullptr;  // 动态库句柄
#endif
    
	// 加载动态库
#if defined (WIN32) | defined (WIN64)
	handle = LoadLibrary("example.dll");  // 在Windows中使用
#else
	handle = dlopen("libexample.so", RTLD_LAZY);  // 在Linux/Unix中使用
#endif
    
    if (!handle) {
#if defined (WIN32) | defined (WIN64)
	    std::cerr << "无法加载动态库: " << GetLastError() << std::endl;  // 在Windows中使用
#else
        std::cerr << "无法加载动态库: " << dlerror() << std::endl;
#endif
        return 1;
    }

2. 函数类型定义：

使用函数指针来定义函数的类型，以便在动态库中找到的函数能够正确地调用。函数指针的类型必须与函数的签名（参数类型和返回类型）匹配。

	void (*helloFunc)();  // 函数指针

3. 获取函数地址：

通过使用操作系统提供的函数（如GetProcAddress()、dlsym()）获取特定函数的地址。需要指定要调用的函数的名称。

	// 获取函数地址
#if defined (WIN32) | defined (WIN64)
	helloFunc = (void (*)())GetProcAddress(handle, "hello");  // 在Windows中使用
#else
    helloFunc = (void (*)())dlsym(handle, "hello");  // 在Linux/Unix中使用
#endif

    if (helloFunc == nullptr) {
#if defined (WIN32) | defined (WIN64)
		std::cerr << "无法找到函数: " << GetLastError() << std::endl;  // 在Windows中使用
		FreeLibrary(handle);  // 在Windows中使用
#else
        std::cerr << "无法找到函数: " << dlerror() << std::endl;
        dlclose(handle);  // 在Linux/Unix中使用
#endif
        return 1;
    }

4. 调用函数：

通过调用函数指针，实现对动态库中函数的调用。根据函数的参数类型和返回类型，在适当的位置传递参数，并根据需要处理返回值。

	// 调用函数
    helloFunc();

5. 卸载动态库：

使用操作系统提供的函数（如FreeLibrary()、dlclose()）卸载已加载的动态库。通常在不再需要动态库时执行这个步骤。

  	// 卸载动态库
#if defined (WIN32) | defined (WIN64)
  	FreeLibrary(handle);  // 在Windows中使用
#else
  	dlclose(handle);  // 在Linux/Unix中使用
#endif

6.总结

  • helloFunc.h
// helloFunc.h

#ifdef _MSC_VER  // Windows环境下的导出声明
    #ifdef helloFunc_EXPORTS
        #define HELLOFUNC_API __declspec(dllexport)
    #else
        #define HELLOFUNC_API __declspec(dllimport)
    #endif
#else  // Linux/Unix下的导出声明
    #ifdef HELLOFUNC_EXPORTS
        #define HELLOFUNC_API __attribute__((visibility("default")))
    #else
        #define HELLOFUNC_API
    #endif
#endif

// 接口函数
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

HELLOFUNC_API void hello();

#ifdef __cplusplus
}
#endif
  • helloFunc.cpp
// helloFunc.cpp

#include "helloFunc.h"

void hello() {
    // 实现函数逻辑
    // ...
}
  • main.cpp
#include <iostream>

#if defined (WIN32) | defined (WIN64)
	#include <windows.h>  // 在Windows中使用
#else
	#include <dlfcn.h>  // 在Linux/Unix中使用
#endif


int main() {
#if defined (WIN32) | defined (WIN64)
	HMODULE handle = nullptr; // 动态库句柄
#else
	void* handle = nullptr;  // 动态库句柄
#endif
    
	// 1. 加载动态库
#if defined (WIN32) | defined (WIN64)
	handle = LoadLibrary("example.dll");  // 在Windows中使用
#else
	handle = dlopen("libexample.so", RTLD_LAZY);  // 在Linux/Unix中使用
#endif
    
    if (!handle) {
#if defined (WIN32) | defined (WIN64)
	    std::cerr << "无法加载动态库: " << GetLastError() << std::endl;  // 在Windows中使用
#else
        std::cerr << "无法加载动态库: " << dlerror() << std::endl;
#endif
        return 1;
    }
    // 2. 函数类型定义
	void (*helloFunc)();  // 函数指针
	
    // 3. 获取函数地址
#if defined (WIN32) | defined (WIN64)
	helloFunc = (void (*)())GetProcAddress(handle, "hello");  // 在Windows中使用
#else
    helloFunc = (void (*)())dlsym(handle, "hello");  // 在Linux/Unix中使用
#endif

    if (helloFunc == nullptr) {
#if defined (WIN32) | defined (WIN64)
		std::cerr << "无法找到函数: " << GetLastError() << std::endl;  // 在Windows中使用
		FreeLibrary(handle);  // 在Windows中使用
#else
        std::cerr << "无法找到函数: " << dlerror() << std::endl;
        dlclose(handle);  // 在Linux/Unix中使用
#endif
        return 1;
    }

    // 4. 调用函数
    helloFunc();

  	// 5. 卸载动态库
#if defined (WIN32) | defined (WIN64)
  	FreeLibrary(handle);  // 在Windows中使用
#else
  	dlclose(handle);  // 在Linux/Unix中使用
#endif

    return 0;
}