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C++使用宏實現動態庫加載_C 語言

作者：CodeOfCC ? 更新時間： 2023-01-17 編程語言

前言

開發的時候，有些項目不能靜態鏈接動態庫，需要程序運行時加載動態庫，這個時候根據不同平臺我們通常使用LoadLibrary或dlopen將動態庫加載到程序中，并且還需要定義函數指針然后在獲取函數地址，這一系列的操作其實時比較麻煩的，尤其是方法較多的情況，基本沒法這么做，這時候就需要將這一過程進行適當的簡化。讓動態加載在方法較多的情況下盡量減少工作量。

一、為什么使用宏

一般的動態庫加載流程

1、Windows加載

#include<Windows.h>
extern "C"
{
#include "libavformat/avformat.h"
}
//定義方法類型
typedef  AVFormatContext*(*delegate_avformat_alloc_context)(void);
//定義方法指針
delegate_avformat_alloc_context dl_avformat_alloc_context;
HMODULE _hLibrary = nullptr;
//加載動態庫
void ImportMethod()
{
    auto _hLibrary = LoadLibraryA("avformat-58.dll");
    if (!_hLibrary)
    {
        printf("error:load %s failed!\n", "avformat-58.dll");
        return;
    }
    dl_avformat_alloc_context=(delegate_avformat_alloc_context)GetProcAddress(_hLibrary, "avformat_alloc_context");
    if (!dl_avformat_alloc_context)                                                                        
    {                                                                                                
        printf("error:%s load %s method failed!\n","avformat-58.dll", "avformat_alloc_context");                                    
    }        
}
//卸載動態庫
void UnImport()
{
    if (_hLibrary) {
        FreeLibrary(_hLibrary);
        _hLibrary = nullptr;
    }
}
//使用方法
void UseMethod() {
    auto ic = dl_avformat_alloc_context();
}

2、Linux加載

#include <dlfcn.h>
extern "C"
{
#include "libavformat/avformat.h"
}
//定義方法類型
typedef  AVFormatContext*(*delegate_avformat_alloc_context)(void);
//定義方法指針
delegate_avformat_alloc_context dl_avformat_alloc_context;
void* _hLibrary = nullptr;
//加載動態庫
void ImportMethod()
{
    auto _hLibrary = dlopen("libavformat.so", RTLD_LAZY);
    if (!_hLibrary)
    {
        printf("error:load %s failed!\n", "libavformat.so");
        return;
    }
    dl_avformat_alloc_context=(delegate_avformat_alloc_context)dlsym(_hLibrary, "avformat_alloc_context");
    if (!dl_avformat_alloc_context)                                                                        
    {                                                                                                
        printf("error:%s load %s method failed!\n","libavformat.so", "avformat_alloc_context");                                    
    }        
}
//卸載動態庫
void UnImport()
{
    if (_hLibrary) {
        dlclose(_hLibrary);
        _hLibrary = nullptr;
    }
}
//使用方法
void UseMethod() {
    auto ic = dl_avformat_alloc_context();
}

3、宏加載

很明顯上述流程對于加載一個方法來說流程過于復雜，在遇到庫比較多以及方法比較多的情況下，這種方法是很影響開發效率的。但是如果我們對上述流程進行宏包裝，事情將會變得簡單很多。比如上述引入ffmpeg的avformat_alloc_context方法只需要兩行即可：

extern "C"
{
#include "libavformat/avformat.h"
}
//使用宏動態加載方法
DLL_IMPORT("libavformat.so", avformat_alloc_context);
#define avformat_alloc_context DLL_IMPORT_NAME(avformat_alloc_context)
//使用方法
void UseMethod() {
    //與原方法名稱一致，直接調用
    auto ic = avformat_alloc_context();
}

二、具體實現

我們通過宏包裝上述兩個流程即可，同時還需要結合c++11的decltype關鍵字。

DllImportUtils.h

//
// Created by xin on 2022/6/15.
//
#ifndef DLLIMPORTUTILS_H
#define DLLIMPORTUTILS_H
void* GetDllMethodPtr(const char*dll,const char*method);
#define DLL_IMPORT(dll,method) decltype (method)* dllImport_##method;                            \
namespace {                                                                                         \
    class A##method{                                                                             \
    public: A##method() {                                                                         \
        dllImport_##method = (decltype(dllImport_##method))GetDllMethodPtr(dll, #method);         \
    }                                                                                             \
    };                                                                                             \
    A##method a##method;                                                                         \
}                                                                                                 
#define DLL_IMPORT_NAME(name) dllImport_##name
#endif

DllImportUtils.cpp

#include"DllImportUtils.h"
#include<map>
#include<string>
#include<stdio.h>
#ifdef _WIN32
#include<Windows.h>
#define ACLoadLibrary(name) LoadLibraryA(name)
#define ACGetProcAdress(dll,name) GetProcAddress((HMODULE)dll,name)
#else
#include <dlfcn.h>
#define ACLoadLibrary(name) dlopen(name,RTLD_LAZY)
#define ACGetProcAdress(dll,name) dlsym(dll,name)
#endif // _Win32
std::map<std::string, void*>* _dllMap = nullptr;
class DllMapDisposer {
public:
    ~DllMapDisposer() {
        if (_dllMap)
            delete _dllMap;
    }
};
static DllMapDisposer _disposer;
void* GetDllMethodPtr(const char* dll, const char* method)
{
    if (!_dllMap)
        _dllMap = new std::map<std::string, void*>;
    auto iter = _dllMap->find(dll);
    void* hm;
    if (iter == _dllMap->end())
    {
        hm = (void*)ACLoadLibrary(dll);
        if (hm)
        {
            (*_dllMap)[dll] = hm;
        }
        else
        {
            printf("warnning:load %s failed!\n", dll);
        }
    }
    else
    {
        hm = iter->second;
    }
    if (hm) {
        auto methodPtr = ACGetProcAdress(hm, method);
        if (!methodPtr)
        {
            printf("error:%s load %s method failed!\n", dll, method);
        }
        return methodPtr;
    }
    return nullptr;
}

三、如何使用

1、引用頭文件

引用需要導入方法的頭文件

extern "C"
{
//需要導入方法的頭文件
#include "libavformat/avformat.h"
}
#include"DllImportUtils.h"

2、添加導入宏

//參數為庫的名稱和需要導入的方法
DLL_IMPORT("libavformat.so", avformat_alloc_context);
#define avformat_alloc_context DLL_IMPORT_NAME(avformat_alloc_context)

3、直接調用

void UseMethod() {
    //與原方法名稱一致，直接調用
    auto ic = avformat_alloc_context();
}

注：當前版本不支持卸載庫，程序啟動時方法就會被立刻加載。支持跨平臺，Windows、Linux都可以使用

總結

以上就是今天要講的內容，本文講述的方法很大程度的減少了工作量，而且可以不需要改代碼原有邏輯和方法名稱，適合需要動態加載不同版本的庫或者依賴庫的glibc不相同時的場景使用。

原文鏈接：https://blog.csdn.net/u013113678/article/details/125355481

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