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1、linux下 C+动态链接 C+库示例详解 2013-06-27 23:10:53分类： C/C+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:/ 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
2、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
3、（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
4、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 foo4%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
5、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 CC+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
6、。2. 加载函数在 C+中，函数用 dlsym 加载，就像 C 中一样。不过，该函数要用 extern C限定符声明以防止其符号名被 mangle。示例 1.加载函数代码:/-/main.cpp:/-#include #include int main() using std:cout;using std:cerr;cout extern C void hello() std:cout #include int main() using std:cout;using std:cerr;/ load the triangle libraryvoid* triangle = dlopen(./tr
7、iangle.so, RTLD_LAZY);if (!triangle) cerr set_side_length(7);cout area() class triangle : public polygon public:virtual double area() const return side_length_ * side_length_ * sqrt(3) / 2;/ the class factoriesextern C polygon* create() return new triangle;extern C void destroy(polygon* p) delete p;
8、动态库的编译:$ g+ -Wall -g -fPIC -o triangle.so -shared triangle.cpp加载类时有一些值得注意的地方： 你必须（译者注：在模块或者说共享库中）同时提供一个创造函数和一个销毁函数，且不能在执行文件内部使用 delete 来销毁实例，只能把实例指针传递给模块的销毁函数处理。这是因为 C+里头，new 操作符可以被重载;这容易导致 new-delete 的不匹配调用，造成莫名其妙的内存泄漏和段错误。这在用不同的标准库链接模块和可执行文件时也一样。 接口类的析构函数在任何情况下都必须是虚函数（virtual）。因为即使出错的可能极小，近乎杞人忧天了，
9、但仍旧不值得去冒险，反正额外的开销微不足道。如果基类不需要析构函数，定义一个空的（但必须虚的）析构函数吧，否则你迟早要遇到问题，我向您保证。你可以在 comp.lang.c+ FAQ( http:/ )的第 20 节了解到更多关于该问题的信息。示例 3:/*!* File* arith.h*/ #ifndef _ARITH_H_#define _ARITH_H_class Arithmetic protected:int m_iVarA;int m_iVarB;public:void set_member_var(int a, int b)m_iVarA = a;m_iVarB = b;pub
10、lic:virtual int add() const = 0;/int add();int sub();int mul();int div();int mod();public:Arithmetic():m_iVarA(0),m_iVarB(0)virtual Arithmetic();typedef Arithmetic* create_t();typedef void destroy_t(Arithmetic*);#endif/*!* File* arith.cpp*/ #include arith.hclass arith : public Arithmeticpublic:virtu
11、al int add() const return (m_iVarA + m_iVarB); / the class factoriesextern C Arithmetic* create(int a, int b) return new arith; extern C void destroy(Arithmetic* p) delete p;编译动态库:$ g+ -Wall -g -fPIC -o arith.so -shared arith.cpp主程序:/*!* File* main.cpp* Brief* C+ source code* Author* Hank*/#include
12、#include #include arith.husing namespace std;int main(int argc, char* argv)int a = 4, b = 3;int ret = 0;void *p_Handler = dlopen(./arith.so, RTLD_LAZY);if (!p_Handler)printf(%sn,dlerror();exit(1);dlerror();create_t* create_arith = (create_t*)dlsym(p_Handler, create);const char* dlsym_error = dlerror();if (dlsym_error) cerr set_member_var(a, b);ret = arith_obj-add();couta + b = retendl;destroy_arith(arith_obj);dlclose(p_Handler);return 0;编译与运行：$ g+ -Wall -g -rdynamic -ldl main.cpp -o compile_c+LIBc+$ ./compile_c+LIBc+ 4 + 3 = 7
