Windows编程dll基本知识点

前言

本篇博客主要是记录windows系统下dll开发的相关基本知识点，并使用相关分析工具分析，有利于初学者学习，更是为开发者查缺补漏；

使用dumpbin查看dll,lib,exe相关信息

VS编译器提供了查看链接库相关的工具，安装后的VS编译器的安装目录内可以找到dumpbin.exe，也可以在工具里直接打开dumpbin

打开VS2015 x86 x64兼容工具命令提示符，输入dumpbin指令，/exports是显示所有函数的指令，后面是要查看的dll文件

C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 14.0\VC>dumpbin /exports G:\bin\CustomWidget.dll
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执行之后便可以看到dll内相关函数信息，红色框内便是函数名

也可以用dumpbin查看lib和exe信息，只不过指令不是/exports，具体的指令有：

查看a.dll库中包含哪些函数，可以使用:dumpbin /exports a.dll 
查看b.exe中加载了哪些动态库，可以使用：dumpbin /imports b.exe
查看c.lib中包含哪些函数，可以使用:dumpbin /all /rawdata:none c.lib 
查看d.obj中包含哪些函数，可以使用：dumpbin /all /rawdata:none d.obj 
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dll输出调试信息与debugview调试

在编写dll程序的过程中，不像exe可以输出信息到控制台，可以将dll中信息输出到调试信息窗口内；只需要调用OutputDebugString函数；别人调用此函数时，调试信息也会显示在调试窗口内；

int __stdcall fun1(int a, int b)
{
	OutputDebugString(L"Camera::Run Fun");
	return a + b;
}
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调用dll时，可以在调试窗口内看到：

dll发布后，三方调用时，如何查看dll内输出的信息，微软提供了debugview软件，可以跟踪dll内信息；


点击漏斗型按钮，打开过滤器设置，在Include中输入Camera::，在Exclude中输入WAIT_TIMEOUT；这样就只显示带字符串“TRACE”的debug信息，不显示带“WAIT_TIMEOUT”的调试信息；不设置过滤器的话，会捕获所有dll的调试信息，我们只关注所监控的信息，在编写dll时，设置好唯一的标识符字符；

exe是如何找到dll的？

.dll 是动态链接库文件，里面存储着函数和数据；
.lib是静态数据连接库文件，存储着函数名和文件位置；
也就是说在执行程序时，exe文件可通过lib文件找到dll文件，并执行在程序中调用的函数。
Windows在查找dll文件会按照以下几种方式顺序查找：
1.exe文件所在的目录下；
2.进程当前的工作目录；
3.Windows系统目录；
4.Windows目录；
5.环境变量Path下的一系列目录

C语言编译成dll,lib和C++编译成dll,lib的区别

C语言编译动态链接库

首先使用VS建立一个win32的dll空项目，再添加SelfDll.h文件和SelfDll.c文件（编译器会根据.c文件格式默认为C的编译器）
SelfDll.h文件代码如下：

/**
@file       SelfDll.h
@brief      C语言导出dll
*/
#pragma once 
__declspec(dllexport) int fun1(int a,int b);
__declspec(dllexport) double fun2(double a, double b);
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这里注意的是

_declspec(dllexport) int fun1(int a,int b);    //加上_declspec(dllexport)是导出lib文件，如果不加上，则只有dll文件
int fun1(int a,int b);     //只导出dll文件
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SelfDll.c文件代码如下：

#include "SelfDll.h"
int fun1(int a, int b) 
{
	return a + b;
}

double fun2(double a, double b)
{
	return a + b;
}
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最终编译出来的文件如图

使用dumpbin查看c编译的dll

C++编译动态链接库

VS建立一个win32的dll空项目，添加SelfDll.h文件和SelfDll.cpp文件（注意不是.c文件）
SelfDll.h文件代码如下：

/**
@file       SelfDll.h
@brief      C++导出dll
*/
#pragma once 
__declspec(dllexport) int fun1(int a,int b);
__declspec(dllexport) double fun2(double a, double b);
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SelfDll.cpp文件代码如下：

#include "SelfDll.h"
int fun1(int a, int b) 
{
	return a + b;
}

double fun2(double a, double b)
{
	return a + b;
}
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编译出的dll,lib与C语言相同名称，使用dumpbin查看c++编译的dll

C++如何使用C语言编译的链接库

从上面的图可以看出，虽然函数声明与定义一样，但是编译出来的结果不一样。
一个是_fun1,另一个是?fun1@@YAHHH@Z,可以看出存在差异。
如果C++程序链接C编译的动态链接库，则会报错：

如果C++可以使用C编译的链接库，需要在原先C的头文件内增加extern "C"关键字，这样编译器便会将此处函数按照C链接编译；
C++项目中重新修改原先C的头文件

/**
@file       SelfDll.h
@brief      C语言导出dll
*/
#pragma once 

extern "C"
{
	__declspec(dllexport) int fun1(int a, int b);
	__declspec(dllexport) double fun2(double a, double b);
}
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当C++编译到C这段代码时，会将这段按照C编译；

C++导出类的动态链接库

同样的，需要增加__declspec(dllexport)，在.h文件内代码如下：

__cdecl与__stdcall的区别

Visual Studio默认是__cdecl，如果使用这个关键字，以后栈的销毁是调用者来做，VS自己编译的dll，再用VS调用会自动销毁栈，但是给其他编译器使用时，就会出问题。
因此标准调用，最好是自己编写__stdcall,其他编译器和其他语言，比如C#,VB都会识别出这个dll，并自动清理栈；

__cdecl是VS默认加上的，因此VS不需要添加写，__stdcall这个关键字需要在函数声明和定义的时候都带上,不然编译器会认为是两个函数；

分别定义一个带_stdcall的dll文件和不带_stdcall的dll文件，用dumpbin查看下区别：
带_stdcall的.h源码如下：

/**
@file       SelfDll.h
@brief      __cdecl与__stdcall的区别
*/

#pragma once 

extern "C" {
__declspec(dllexport) int __stdcall fun1(int a, int b);
__declspec(dllexport) double __stdcall fun2(double a, double b);
}
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带_stdcall的.cpp源码如下：

#include "SelfDll.h"

int __stdcall fun1(int a, int b)
{
	return a + b;
}

double __stdcall fun2(double a, double b)
{
	return a + b;
}
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用dumpbin查看下区别
带__stdcall的

不带__stdcall的

带__stdcall的函数_fun1@8,这里8代表8个字节，源代码fun1的形参是两个int,占8个字节，带__stdcall的函数编译出的dll附带形参栈信息，因此可以被其他语言或者编译器调用。

综上所述，对于dll开发者而言，应该考虑到二次开发者是使用C++开发还是C开发，最好添加一个判断C++的宏，因此标准的dll文件一般都有这样开头的宏定义

#ifndef SDK_API
#if (defined(_WIN32) || defined(_WIN64))
#if  defined(SDK_API)
#define SDK_API __declspec(dllexport)
#else
#define SDK_API __declspec(dllimport)
#endif
#else
#ifndef __stdcall
#define __stdcall
#endif
#ifndef SDK_API
#define SDK_API
#endif
#endif
#endif

#ifdef __cplusplus
    extern "C"  // 使用extern "C"
    {
#endif
        // 设置业务消息回调接口
        SDK_API void __stdcall SetMsgCallBack(int a);
        // 初始化SDK库
        SDK_API void __stdcall InitNetSDK();
        // 登录
        SDK_API void __stdcall LoginServer(const int a);
 
#ifdef __cplusplus
    }
#endif
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对于二次开发者来说，如果加载dll进项目中后发现编译错误。在发现配置文件没有出错的情况下，很可能开发者忘记了添加extern “C”,这时候二次开发者就需要手动在原来的.h文件内添加extern "C"了；

def文件规范导出符号

如果为了其他语言或者编译器能够使用dll，我们就需要在每一个函数签名加上"extern “C” _declspec(dllexport)"这一长串声明。如果需要导出的函数较多则显得非常繁琐，也非常难看。为了简化这一过程，VS引入了 def文件方便我们操作。
头文件便可以简化为：

/**
@file       SelfDll.h
@brief      使用def文件导出dll
*/

#pragma once 

int __stdcall fun1(int a, int b);
double __stdcall fun2(double a, double b);
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在项目中加上一个.def文件，内容如图所示。

在VS编译器内添加上：

模块定义文件是用来描述 dll 文件的文本格式的文件，其格式如下：

LIBRARY libdll.dll　　　　　　;dll 文件的文件名
DESCRIPTION "描述信息"　　;描述信息，此行可以不要
EXPORTS
lib_add @1　　　　　　　　;函数描述
lib_sub @2　　　　　　　　;函数描述
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第一行：在 LIBRARY 后面填 dll 文件的名字，分号后面是注释。
第二行：DESCRIPTION，描述信息，此行可以忽略
第三行：EXPORTS
第四行开始，是 dll 文件中函数的描述，可以使用 dumpbin /EXPORTS libdll.dll 命令查看，（其中，libdll.dll 是目标 dll 的文件路径）
注意，def只生成dll文件，是没有lib文件的，如果想要生成对应的lib文件，需要在dumpbin那里使用以下命令：

lib /out:F:\sqlite3.lib /MACHINE:X64 /def:F:\sqlite3.def
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F:\sqlite3.lib是要生成的lib文件
F:\sqlite3.def是项目生成dll的def文件

__declspec(dllimport)和__declspec(dllexport)的区别

这篇博主详细分析了之间的区别，结论就是：
dllimport是为了更好的处理类中的静态成员变量的，如果没有静态成员变量，那么这个__declspec(dllimport)无所谓。
链接如下：
dllimport与dllexport作用与区别
因此，很多三方库的.h文件内都是这样定义

#ifdef SIMPLEDLL_EXPORT
#define DLL_EXPORT __declspec(dllexport)
#else
#define DLL_EXPORT __declspec(dllimport)
#endif
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C#使用C++导出的dll

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Runtime.InteropServices;  //引入三方库

namespace LearnDll
{
    class Program
    {
        [DllImport("E:/14_learnC++/LearnDll/SelfDll(C++)/SelfDll/Debug/SelfDll.dll", CharSet = CharSet.Ansi)]
        //声明函数
        static extern int fun1(int a, int b);

        static void Main(string[] args)
        {
            int a = 1;
            int b = 2;
            int c = fun1(a,b);
            Console.WriteLine("结果是："+ c );
            Console.ReadKey();
        }
    }
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C++编译的dll库通过def文件导出，C#可以直接调用；