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动态库显式调用

动态链接库的调用方式有两种,分别是:

调用方式 说明
隐式调用(静态调用) 将动态链接库和其它源程序文件(或者目标文件)一起参与链接
显式调用(动态调用) 手动调用动态链接库中包含的资源,同时用完后要手动将资源释放

显式调用动态链接库的过程,类似于使用 malloc() 和 free()( C++ 中使用 new 和 delete)管理动态内存空间,需要时就申请,不需要时就将占用的资源释放。由此可见,显式调用动态链接库对内存的使用更加合理。

显式调用动态链接库,更常应用于一些大型项目中。那么,C/C++ 程序中如何实现显式地调用动态链接库呢?接下来就给大家做详细地讲解。

和隐式调用动态链接库不同,在 C/C++ 程序中显示调用动态链接库时,无需引入和动态链接库相关的头文件。但与此同时,程序中需要引入另一个头文件,即 <dlfcn.h> 头文件,因为要显式调用动态链接库,需要使用该头文件提供的一些函数。

#include <dlfcn.h>

该头文件中,以下几个函数是显式调用动态链接库时常用的。

dlopen函数

语法

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

参数

参数 说明
filename 用于表明目标库文件的存储位置和库名
flag lag 参数的值有两种

flag参数

参数 说明
RTLD_NOW 将库文件中所有的资源都载入内存
RTLD_LAZY 暂时不降库文件中的资源载入内存,使用时才载入

说明

类似于读写文件前必须先打开文件,要想显示调用某个动态链接库提供的资源,首先要做的就是打开该库文件。

打开库文件,其本质就是将库文件装载到内存中,为后续使用做准备。打开动态库文件,需要借助 dlopen() 函数。

值得一提的是,对于 filename 参数,如果用户提供的是以 / 开头,即以绝对路径表示的文件名,则函数会前往该路径下查找库文件;反之,如果用户仅提供文件名,则该函数会依次前往 LD_LIBRARY_PATH 环境变量指定的目录、/etc/ld.so.cache 文件中指定的目录、/usr/lib、/usr/lib64、/lib、/lib64 等默认搜索路径中查找。

dlsym函数

语法

void *dlsym(void *handle, char *symbol);

参数

参数 说明
handle 表示指向已打开库文件的指针
symbol 用于指定目标函数的函数名

说明

如果 dlsym() 函数成功找到指定函数,会返回一个指向该函数的指针;反之如果查找失败,函数会返回 NULL。

dlclose函数

语法

int dlclose (void *handle);

参数

参数 说明
handle 表示已打开的库文件指针。

返回值

当函数返回 0 时,表示函数操作成功;反之,函数执行失败。

说明

注意,调用 dlclose() 函数并不一定会将目标库彻底释放,它只会是目标库的引用计数减 1,当引用计数减为 0 时,库文件所占用的资源才会被彻底释放。

dlerror函数

语法

const char *dlerror(void);

返回值

如果函数返回 NULL,则表明最近一次操作执行成功。

说明

借助 dlerror() 函数,我们可以获得最近一次 dlopen()、dlsym() 或者 dlclose() 函数操作失败的错误信息。

案例

下面通过一个 C 语言项目实例,给大家演示显式调用动态链接库的具体实现过程。这里仍引用前面章节中创建的 demo 项目,其项目结构如下:

demo项目 ├─ headers │ └─ test.h └─ sources ├─ add.c ├─ sub.c ├─ div.c └─ main.c

项目中各个文件包含的代码如下:

[root@haicoder demo]# cat test.h #ifndef __TEST_H_ #define __TEST_H_ int add(int a,int b); int sub(int a,int b); int div(int a,int b); #endif [root@haicoder demo]# cat add.c #include "test.h" int add(int a,int b) { return a + b; } [root@haicoder demo]# cat sub.c #include "test.h" int sub(int a,int b) { return a - b; } [root@haicoder demo]# cat div.c #include "test.h" int div(int a,int b) { return a / b; }

以上这些文件中的代码,和之前一样,没有任何变化。对于 add.c、sub.c 和 div.c 这 3 个源文件,我们可以将它们打包生成一个动态链接库:

[root@haicoder demo]# gcc -fpic -shared add.c sub.c div.c -o libmymath.so [root@haicoder demo]# ls add.c div.c libmymath.so main.c sub.c test.h

接下来重点分析 main.c 主程序文件的代码:

[root@haicoder demo]# cat main.c #include <stdio.h> #include <dlfcn.h> int main() { int m,n; //打开库文件 void* handler = dlopen("libmymath.so",RTLD_LAZY); if(dlerror() != NULL){ printf("%s",dlerror()); } //获取库文件中的 add() 函数 int(*add)(int,int)=dlsym(handler,"add"); if(dlerror()!=NULL){ printf("%s",dlerror()); } //获取库文件中的 sub() 函数 int(*sub)(int,int)=dlsym(handler,"sub"); if(dlerror()!=NULL){ printf("%s",dlerror()); } //获取库文件中的 div() 函数 int(*div)(int,int)=dlsym(handler,"div"); if(dlerror()!=NULL){ printf("%s",dlerror()); } //使用库文件中的函数实现相关功能 printf("Input two numbers: "); scanf("%d %d", &m, &n); printf("%d+%d=%d\n", m, n, add(m, n)); printf("%d-%d=%d\n", m, n, sub(m, n)); printf("%d÷%d=%d\n", m, n, div(m, n)); //关闭库文件 dlclose(handler); return 0; }

首先,该程序中并没有引入 test.h 头文件,因为对于显式调用动态链接库来说,并不需要引入它。与此同时,在使用库文件中的相关函数之前,我们需要先调用 dlopen() 函数打开库文件,然后才能通过 dlsym() 函数找到相关的函数。另外,最后不要忘记调用 dlclose() 函数关闭库文件。

通过执行如下指令,即可生成相应的可执行文件:

[root@haicoder demo]# gcc main.c -ldl -o main.exe [root@haicoder demo]# ls add.c div.c libmymath.so main.c main.exe sub.c test.h

注意,这里需要添加 -ldl 选项(该可执行程序需要 libdl.so 动态库的支持)。运行 main.exe,其执行结果为:

[root@haicoder demo]# ./main.exe Input two numbers: 10 2 10+2=12 10-2=8 10÷2=5
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