linux环境下的c++ 动态库的调用

本文介绍dlopen API接口及其使用方法,包括dlopen、dlerror与dlsym函数,并提供C++动态库加载实例。展示了如何定义与加载包含纯虚函数的基类与派生类。

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主要是为了平时的学习记录,不妥的地方,烦请指点。

一.下面主要是dlopen打开动态库.so相关的API接口函数。

1. void* dlopen(const char* filename,int flag);

filename 是动态库的path路径,flag是动态库加载的几种方法。

RTLD_LAZY:dlopen返回前,对动态库中存在的未定义的变量不进行解析,只对函数符号有效,变量符号会被立即加载。

RTLD_NOW: 需要在dlopen返回前,解析出所有未定义符号,如果解析不出来,dlopen时会返回NULL,提示error信息: undefined symbol: xxxx.......

RTLD_GLOBAL:这个库中的符号可以被随后的动态库使用。

2. char* dlerror(void)

 返回相关的错误,如果从初始化到最后结束都没有错误,则返回NULL。

3. void * dlsym(void* handle,const char* symbol);

返回符号为symbol的函数的地址,需要用到dlopen中返回的handle,需要使用dlerror来判断是否是错误,

二.下面举个简单的例子说明下。

定义一个基类CTestDL,test()和print() 都是纯虚函数。C++支持了命名空间、类以及重载等机制,所以符号的命名规则和C不同。而dl API属于C的部分,使用的C的命名规则,所以在实现上述两个函数时(也就是说需要通过动态链接的C++函数)需要使用C的符号命名规则。这需要实现extern 'C'实现。

#ifndef __CTEST_DL_H__
#define __CTEST_DL_H__

class CTestDL
{
	public:
		CTestDL(int a,int b)
		{
			length =a;
			width =b;
		}
	    virtual ~ CTestDL()
		{
		}
	public:
		virtual void test(const char*) =0;
		virtual void print()=0; 
	protected:
		int length;
		int width;
};

extern "C" CTestDL* GetClass(int,int);  //导出函数名

#endif

下面是一个派生类Test,继承上面的基类

#include <iostream>

#include "ctest.h"

using namespace std;

class Test :public CTestDL
{
	public:
		Test(int a,int b):CTestDL(a,b) //虚基类已经赋值了
		{
			length = a;
			width = b;
		}
		~Test(){}
	public:
		void test(const char*);
		void print();
	private:
		int length ;
		int width;
};

Test类的cpp文件:

#include <iostream>
#include <stdio.h>

#include "test.h"
using namespace std;

CTestDL* GetClass(int a,int b)
{
	return new Test(a,b);
}
void Test::test(const char* data)
{
	cout << "--this is a test program !--" <<"**: "<< data << endl;
}

void Test::print()
{
  int area = length * width;
  cout << "**** the area is **** :" << area << endl;
}

编译的命令: g++ -shared -lc -s -o libtdlc.so test.cpp -fPIC    生成动态库libtdlc.so

测试程序:

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <dlfcn.h>
#include <iostream>
#include "ctest.h"
using namespace std;


typedef CTestDL* (*pTestDLObj)(int,int);  //定义一个函数指针

int main(int argc,char* argv[])
{
	//CTestDL *(*pTestDLObj)(int,int);
	dlerror();
	
	void *lib_dl = dlopen("./libtdlc.so",RTLD_LAZY);
    if(NULL == lib_dl)
    {
        printf("load library libtdlc.so error.\nErrmsg:%s\n",dlerror());
        return -1;
    }
    //pTestDLObj = (CTestDL * (*)(int,int))dlsym(lib_dl,"GetClass");
	pTestDLObj create_class = (pTestDLObj)dlsym(lib_dl,"GetClass");
	
    const char *dlmsg = dlerror();
    if(NULL != dlmsg)
    {
        printf("get class testdl error\nErrmsg:%s\n",dlmsg);
        dlclose(lib_dl);
        return -1;
    }
 
    //CTestDL *pTestdl = pTestDLObj(2,3);
	//CTestDL *pTestdl = (*pTestDLObj)();
	CTestDL* tmp = create_class(3,3);
	tmp->print();
	tmp->test("success full !");
    //pTestdl->print();
    //pTestdl->test("success full ");
 
    delete tmp;
    dlclose(lib_dl);
    return 0;
}

编译: g++ main.cpp -rdynamic -ldl -s -o dl_main

程序执行的结果:


文中是linuxC++动态库 实现接口提供类导出的一个例子 注意其中使用函数返回基类指针的用法,因为Linux的动态链接库不能像MFC中那样直接导出类 一、介绍 如何使用dlopen API动态地加载C++函数和类,是Unix C++程序员经常碰到的问题。 事实上,情况偶尔有些复杂,需要一些解释。这正是写这篇mini HOWTO的缘由。 理解这篇文档的前提是对C/C++语言中dlopen API有基本的了解。 这篇HOWTO的维护链接是: http://www.isotton.com/howtos/C++-dlopen-mini-HOWTO/ 二、问题所在 有时你想在运行时加载一个库(并使用其中的函数),这在你为你的程序写一些插件或模块架构的时候经常发生。 在C语言中,加载一个库轻而易举(调用dlopen、dlsym和dlclose就够了),但对C++来说,情况稍微复杂。 动态加载一个C++库的困难一部分是因为C++的name mangling (译者注:也有人把它翻译为“名字毁坏”,我觉得还是不翻译好), 另一部分是因为dlopen API是用C语言实现的,因而没有提供一个合适的方式来装载类。 在解释如何装载C++库之前,最好再详细了解一下name mangling。 我推荐您了解一下它,即使您对它不感兴趣。因为这有助于您理解问题是如何产生的,如何才能解决它们。 1. Name Mangling 在每个C++程序(或库、目标文件)中, 所有非静态(non-static)函数在二进制文件中都是以“符号(symbol)”形式出现的。 这些符号都是唯一的字符串,从而把各个函数在程序、库、目标文件中区分开来。 在C中,符号名正是函数名:strcpy函数的符号名就是“strcpy”,等等。 这可能是因为两个非静态函数的名字一定各不相同的缘故。 而C++允许重载(不同的函数有相同的名字但不同的参数), 并且有很多C所没有的特性──比如类、成员函数、异常说明──几乎不可能直接用函数名作符号名。 为了解决这个问题,C++采用了所谓的name mangling。它把函数名和一些信息(如参数数量和大小)杂糅在一起, 改造成奇形怪状,只有编译器才懂的符号名。 例如,被mangle后的foo可能看起来像foo@4%6^,或者,符号名里头甚至不包括“foo”。 其中一个问题是,C++标准(目前是[ISO14882])并没有定义名字必须如何被mangle, 所以每个编译器都按自己的方式来进行name mangling。 有些编译器甚至在不同版本间更换mangling算法(尤其是g++ 2.x和3.x)。 即使您搞清楚了您的编译器到底怎么进行mangling的,从而可以用dlsym调用函数了, 但可能仅仅限于您手头的这个编译器而已,而无法在下一版编译器下工作。 三、类 使用dlopen API的另一个问题是,它只支持加载函数。 但在C++中,您可能要用到库中的一个类,而这需要创建该类的一个实例,这不容易做到。 四、解决方案 1. extern "C" C++有个特定的关键字用来声明采用C binding的函数: extern "C" 。 用 extern "C"声明的函数将使用函数名作符号名,就像C函数一样。 因此,只有非成员函数才能被声明为extern "C",并且不能被重载。 尽管限制多多,extern "C"函数还是非常有用,因为它们可以象C函数一样被dlopen动态加载。 冠以extern "C"限定符后,并不意味着函数中无法使用C++代码了, 相反,它仍然是一个完全的C++函数,可以使用任何C++特性和各种类型的参数。
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