windows DLL技术-DLL概述

动态链接库 (DLL) 是一个模块，其中包含可由另一个模块 (应用程序或 DLL) 使用的函数和数据。

DLL 可以定义两种类型的函数：导出函数和内部函数。 导出的函数旨在由其他模块调用，以及从定义它们的 DLL 中调用。 内部函数通常只能从定义内部函数的 DLL 中调用。 尽管 DLL 可以导出数据，但其数据通常仅由其函数使用。 但是，没有什么可以阻止另一个模块读取或写入该地址。

DLL 提供了一种模块化应用程序的方法，以便可以更轻松地更新和重复使用其功能。 当多个应用程序同时使用相同的功能时，DLL 还有助于减少内存开销，因为尽管每个应用程序都接收自己的 DLL 数据副本，但应用程序会共享 DLL 代码。

windows 应用程序编程接口 (API) 作为一组 DLL 实现，因此使用 Windows API 的任何进程都使用动态链接，在实际开发中，DLL是最广泛使用的技术之一，许多公司的产品都会以DLL的形式发布。

静态链接库和动态链接库

在windows 体系中，库分为静态库(LIB)和动态库(DLL)，它们都是代码共享的一种方式，但二者有一定的区别；同时由于动态库也生成Lib文件，还支持静态调用和动态调用，所以在讲解动态库之前，需要对这两种库进行一个简单的说明:

动态链接库的静态链接和动态链接

• 在 加载时动态链接中，模块显式调用导出的 DLL 函数，就像它们是本地函数一样。 这要求将模块与包含函数的 DLL 的导入库链接。 导入库为系统提供加载 DLL 所需的信息，并在加载应用程序时查找导出的 DLL 函数；
• 在 运行时动态链接中，模块使用 LoadLibrary 或 LoadLibraryEx 函数在运行时加载 DLL。 加载 DLL 后，模块调用 GetProcAddress 函数以获取导出的 DLL 函数的地址。 该模块使用 GetProcAddress 返回的函数指针调用导出的 DLL 函数。 这样就不需要导入库了；

静态链接库简介

windows 平台的编译是指将代码文件编码转换为中间文件(使用cl.exe)，链接则是将Obj文件链接为可执行文件(使用link.exe)。

静态链接库是代码进行编译，但是没有实际链接；动态链接库则经过了编译和链接，所以静态库在实际使用的时候，相当于将代码放到项目中；而DLL则是引用其他可执行文件的接口。

很多时候，静态库也作为软件厂商发布产品的一种方式，因为静态库不涉及代码保护，而DLL则设计代码的动态调用。

注意: 静态库生成lib是源代码文件转换为obj文件的集合，里面是有可执行代码的；动态库的lib文件则是符号文件，本身不包含可执行的代码，故仅从.lib的后缀名不能确认它是静态库还是动态库，当然它内部的格式可以区分这两种类型。

动态链接的类型

在 DLL 中调用函数有两种方法：

• 在 加载时动态链接中，模块显式调用导出的 DLL 函数，就像它们是本地函数一样。 这要求将模块与包含函数的 DLL 的导入库链接。 导入库为系统提供加载 DLL 所需的信息，并在加载应用程序时查找导出的 DLL 函数；
• 在 运行时动态链接中，模块使用 LoadLibrary 或 LoadLibraryEx 函数在运行时加载 DLL。 加载 DLL 后，模块调用 GetProcAddress 函数以获取导出的 DLL 函数的地址。 该模块使用 GetProcAddress 返回的函数指针调用导出的 DLL 函数。 这样就不需要导入库了；

DLL 和内存管理

加载 DLL 的每个进程都会将其映射到其虚拟地址空间。 进程将 DLL 加载到其虚拟地址后，可以调用导出的 DLL 函数。

系统维护每个 DLL 的每个进程引用计数。 当线程加载 DLL 时，引用计数将增加 1。 当进程终止时，或者当引用计数变为零 (运行时动态链接仅) 时，将从进程的虚拟地址空间中卸载 DLL。

与任何其他函数一样，导出的 DLL 函数在调用它的线程的上下文中运行。 因此，以下条件适用：

• 调用 DLL 的进程线程可以使用 DLL 函数打开的句柄。 同样，调用进程的任何线程打开的句柄都可以在 DLL 函数中使用；
• DLL 使用调用线程的堆栈和调用进程的虚拟地址空间；
• DLL 从调用进程的虚拟地址空间分配内存；

动态链接库的优势

动态链接比静态链接具有以下优势：

• 在同一基址加载同一 DLL 的多个进程在物理内存中共享该 DLL 的单个副本。 这样做可节省系统内存并减少交换；
• DLL 中的函数发生更改时，只要函数参数、调用约定和返回值不更改，就不需要重新编译或重新链接使用它们的应用程序。 相比之下，静态链接对象代码要求在函数更改时重新链接应用程序；
• DLL 可以提供市场后支持。 例如，可以修改显示驱动程序 DLL 以支持应用程序最初交付时不可用的显示器；
• 以不同编程语言编写的程序可以调用同一 DLL 函数，只要这些程序遵循该函数使用的相同调用约定。 调用约定 (如 C、Pascal 或标准调用) 控制调用函数必须将参数推送到堆栈的顺序、函数还是调用函数负责清理堆栈，以及是否在寄存器中传递任何参数。 

使用 DLL 的一个潜在缺点是应用程序不是自包含的;这取决于是否存在单独的 DLL 模块。 如果进程需要未在进程启动时找到的 DLL，系统会使用加载时动态链接终止进程，并向用户提供错误消息。 在这种情况下，系统不会使用运行时动态链接终止进程，但程序无法使用缺少的 DLL 导出的函数。