全面分析Linux动态库和windows动态库

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2024年3月27日发(作者：)

全面分析Linux动态库和windows动态库

本文这里分析Linux动态库和windows动态库通常采用的动态库调用方法以及

程序编制方式。动态库的目的减少程序的大小，节省空间，提高效率，具有很高的

灵活性。采用动态库技术对于升级软件版本更加容易，动态库里面的函数不是执行

程序本身的一部分，而是根据执行需要按需载入，其执行代码可以同时在多个程序

中共享。

windows动态库技术

动态链接库是实现Windows应用程序共享资源、节省内存空间、提高使用效率

的一个重要技术手段。常见的动态库包含外部函数和资源，也有一些动态库只包含

资源，如Windows字体资源文件，称之为资源动态链接库。通常动态库以.dll，.drv、.fon

等作为后缀。相应的windows静态库通常以.lib结尾，Windows自己就将一些主要

的系统功能以动态库模块的形式实现。

Windows动态库在运行时被系统加载到进程的虚拟空间中，使用从调用进程的

虚拟地址空间分配的内存，成为调用进程的一部分。DLL也只能被该进程的线程所

访问。DLL的句柄可以被调用进程使用；调用进程的句柄可以被DLL使用。DLL

模块中包含各种导出函数，用于向外界提供服务。DLL可以有自己的数据段，但没

有自己的堆栈，使用与调用它的应用程序相同的堆栈模式；一个DLL在内存中只有

一个实例；DLL实现了代码封装性；DLL的编制与具体的编程语言及编译器无关，

可以通过DLL来实现混合语言编程。DLL函数中的代码所创建的任何对象（包括

变量）都归调用它的线程或进程所有。

根据调用方式的不同，对动态库的调用可分为静态调用方式和动态调用方式。

(1)静态调用，也称为隐式调用，由编译系统完成对DLL的加载和应用程序结

束时DLL卸载的编码（Windows系统负责对DLL调用次数的计数），调用方式简

单，能够满足通常的要求。通常采用的调用方式是把产生动态连接库时产生的.LIB

文件加入到应用程序的工程中，想使用DLL中的函数时，只须在源文件中声明一下。

LIB文件包含了每一个DLL导出函数的符号名和可选择的标识号以及DLL文件名，

不含有实际的代码。Lib文件包含的信息进入到生成的应用程序中，被调用的DLL

文件会在应用程序加载时同时加载在到内存中。

(2)动态调用，即显式调用方式，是由编程者用API函数加载和卸载DLL来达

到调用DLL的目的，比较复杂，但能更加有效地使用内存，是编制大型应用程序时

的重要方式。在Windows系统中，与动态库调用有关的函数包括：

①LoadLibrary（或MFC 的AfxLoadLibrary），装载动态库。

②GetProcAddress，获取要引入的函数，将符号名或标识号转换为DLL内部地址。

③FreeLibrary（或MFC的AfxFreeLibrary），释放动态链接库。

在windows中创建动态库也非常方便和简单。在Visual C++中，可以创建不用

MFC而直接用C语言写的DLL程序，也可以创建基于MFC类库的DLL程序。每

一个DLL必须有一个入口点，在VC++中，DllMain是一个缺省的入口函数。DllMain

负责初始化(Initialization)和结束(Termination)工作。动态库输出函数也有两种约定，

分别是基于调用约定和名字修饰约定。DLL程序定义的函数分为内部函数和导出函

数，动态库导出的函数供其它程序模块调用。通常可以有下面几种方法导出函数：

①采用模块定义文件的EXPORT部分指定要输入的函数或者变量。

②使用MFC提供的修饰符号_declspec(dllexport)。

③以命令行方式，采用/EXPORT命令行输出有关函数。

在windows动态库中，有时需要编写模块定义文件(.DEF)，它是用于描述DLL

属性的模块语句组成的文本文件。

Linux共享对象技术

在Linux操作系统中，采用了很多共享对象技术（Shared Object），虽然它和

Windows里的动态库相对应，但它并不称为动态库。相应的共享对象文件以.so作为

后缀，为了方便，在本文中，对该概念不进行专门区分。Linux系统的/lib以及标准

图形界面的/usr/X11R6/lib等目录里面，就有许多以so结尾的共享对象。同样，在

Linux下，也有静态函数库这种调用方式，相应的后缀以.a结束。Linux采用该共享

对象技术以方便程序间共享，节省程序占有空间，增加程序的可扩展性和灵活性。

Linux还可以通过LD-PRELOAD变量让开发人员可以使用自己的程序库中的模块来

替换系统模块。

同Windows系统一样，在Linux中创建和使用动态库是比较容易的事情，在编

译函数库源程序时加上-shared选项即可，这样所生成的执行程序就是动态链接库。

通常这样的程序以so为后缀，在Linux动态库程序设计过程中，通常流程是编写用

户的接口文件，通常是.h文件，编写实际的函数文件，以.c或.cpp为后缀，再编写

makefile文件。对于较小的动态库程序可以不用如此，但这样设计使程序更加合理。

编译生成动态连接库后，进而可以在程序中进行调用。在Linux中，可以采用

多种调用方式，同Windows的系统目录(..system32等)一样，可以将动态库文件拷

贝到/lib目录或者在/lib目录里面建立符号连接，以便所有用户使用。下面介绍Linux

调用动态库经常使用的函数，但在使用动态库时，源程序必须包含dlfcn.h头文件，

该文件定义调用动态链接库的函数的原型。

(1)_打开动态链接库：dlopen，函数原型void *dlopen (const char *filename, int

flag);

dlopen用于打开指定名字(filename)的动态链接库，并返回操作句柄。

(2)取函数执行地址：dlsym，函数原型为: void *dlsym(void *handle, char *symbol);

dlsym根据动态链接库操作句柄(handle)与符号(symbol)，返回符号对应的函数的执

行代码地址。

(3)关闭动态链接库：dlclose，函数原型为: int dlclose (void *handle);

dlclose用于关闭指定句柄的动态链接库，只有当此动态链接库的使用计数为0时,

才会真正被系统卸载。

(4)动态库错误函数：dlerror，函数原型为: const char *dlerror(void); 当动态链接

库操作函数执行失败时，dlerror可以返回出错信息，返回值为NULL时表示操作函

数执行成功。

在取到函数执行地址后，就可以在动态库的使用程序里面根据动态库提供的函

数接口声明调用动态库里面的函数。在编写调用动态库的程序的makefile文件时，

需要加入编译选项-rdynamic和-ldl。

除了采用这种方式编写和调用动态库之外，Linux操作系统也提供了一种更为

方便的动态库调用方式，也方便了其它程序调用，这种方式与Windows系统的隐式

链接类似。其动态库命名方式为“lib*.so.*”。在这个命名方式中，第一个*表示动态

链接库的库名，第二个*通常表示该动态库的版本号，也可以没有版本号。在这种调

用方式中，需要维护动态链接库的配置文件/etc/来让动态链接库为系统所

使用，通常将动态链接库所在目录名追加到动态链接库配置文件中。如具有X

window窗口系统发行版该文件中都具有/usr/X11R6/lib，它指向X window窗口系统

的动态链接库所在目录。为了使动态链接库能为系统所共享，还需运行动态链接库

的管理命令./sbin/ldconfig。在编译所引用的动态库时，可以在gcc采用 –l或-L选项

或直接引用所需的动态链接库方式进行编译。在Linux里面，可以采用ldd命令来

检查程序依赖共享

本文标签： 动态调用函数方式