动态数据交换
动态链接库英文为DLL，是Dynamic Link Library 的缩写形式，DLL是一个包含可由多个程序同时使用的代码和数据的库，DLL不是可执行文件。动态链接提供了一种方法，使进程可以调用不属于其可执行代码的函数。
函数的可执行代码位于一个DLL中，该DLL包含一个或多个已被编译、链接并与使用它们的进程分开存储的函数。DLL还有助于共享数据和资源。多个应用程序可同时访问内存中单个DLL 副本的内容。
概述[ ]
DLL是微软公司在微软视窗操作系统中实现共享函数库概念的一种实作方式。这些库函数的扩展名是.DLL、.OCX（包含ActiveX控制的库）或者.DRV（旧式的系统驱动程序)。
所谓动态链接，就是把一些经常会共用的代码（静态链接的OBJ程序库）制作成DLL档，当可执行文件调用到DLL档内的函数时，windows操作系统才会把DLL档加载存储器内，DLL档本身的结构就是可可执行文件，当程序需求函数才进行链接。通过动态链接方式，存储器浪费的情形将可大幅降低。
DLL的文档格式与视窗EXE文档一样——也就是说，等同于32位视窗的可移植执行文档（PE）和16位视窗的New Executable（NE）。作为EXE格式，DLL可以包括源代码、数据和资源的多种组合。在更广泛的意义上说，任何同样文档格式的电脑文件都可以称作资源DLL。这样的DLL的例子有有扩展名ICL为的图标库、扩展名为FON和FOT的字体文档。
通过使用 DLL，程序可以实现模块化，由相对独立的组件组成。例如，一个计帐程序可以按模块来销售。可以在运行时将各个模块加载到主程序中（如果安装了相应模块）。因为模块是彼此独立的，所以程序的加载速度更快，而且模块只在相应的功能被请求时才加载。
此外，可以更为容易地将更新应用于各个模块，而不会影响该程序的其他部分。例如，您可能具有一个工资计算程序，而税率每年都会更改。当这些更改被隔离到 DLL 中以后，您无需重新生成或安装整个程序就可以应用更新。
DLL的产生[ ]
在DOS时代，程序员是通过编写程序来达到预期的目的的，每实现一个目的就需要编写一个程序，这样下去，简单的还好，要是复杂的程序话，那是既浪费时间，又浪费青春。于是聪明的程序员们想出了一个办法，把的实现一定功能的程序模块存放在一个文件当中，以API函数形式存放在dll当中，当编写程序的时候，需要用到这个功能，那么直接从这个文件当中调用就可以了，于是就出现了dll——动态连接库。
这样，程序员把一些模块压入dll文件之后，在要运行程序的时候只需要调用动态链接库就可以了，而并不需要把dll加载到内存中。通过使用 DLL，程序可以实现模块化，由相对独立的组件组成。
特征[ ]
DLL 的优点[ ]
- 扩展了应用程序的特性；
- 可以用许多种编程语言来编写；
- 简化了软件项目的管理；
- 有助于节省内存；
- 有助于资源共享；
- 有助于应用程序的本地化；
- 有助于解决平台差异；
- 可以用于一些特殊的目的。windows使得某些特性只能为DLL所用
内存管理[ ]
在Win32中，DLL文档按照片段（sections）进行组织。每个片段有它自己的属性，如可写或是只读、可执行（代码）或者不可执行（数据）等等。
DLL代码段通常被使用这个DLL的进程所共享；也就是说它们在物理内存中占据一个地方，并且不会出现在页面文档中。如果代码段所占据的物理内存被收回，它的内容就会被放弃，后面如果需要的话就直接从DLL文档重新加载。
与代码段不同，DLL的数据段通常是私有的；也就是说，每个使用DLL的进程都有自己的DLL数据副本。作为选择，数据段可以设置为共享，允许通过这个共享内存区域进行进程间通信。但是，因为用户权限不能应用到这个共享DLL内存，这将产生一个安全漏洞；也就是一个进程能够破坏共享数据，这将导致其它的共享进程异常。例如，一个使用访客账号的进程将可能通过这种方式破坏其它运行在特权账号的进程。这是在DLL中避免使用共享片段的一个重要原因。
当DLL被如UPX这样一个可执行的packer压缩时，它的所有代码段都标记为可以读写并且是非共享的。可以读写的代码段，类似于私有数据段，是每个进程私有的并且被页面文档备份。这样，压缩DLL将同时增加内存和磁盘空间消耗，所以共享DLL应当避免使用压缩DLL。
符号解析和绑定[ ]
DLL输出的每个函数都由一个数字序号唯一标识，也可以由可选的名字标识。同样，DLL引入的函数也可以由序号或者名字标识。对于内部函数来说，只输出序号的情形很常见。对于大多数视窗API函数来说名字是不同视窗版本之间保留不变的；序号有可能会发生变化。这样，我们不能根据序号引用视窗API函数。
按照序号引用函数并不一定比按照名字引用函数性能更好：DLL输出表是按照名字排列的，所以对半查找可以用来在在这个表中根据名字查找这个函数。另外一方面，只有线性查找才可以用于根据序号查找函数。
将一个可执行文件绑定到一个特定版本的DLL也是可能的，这也就是说，可以在编译时解析输入函数（imported functions）的地址。对于绑定的输入函数，连结工具保存了输入函数绑定的DLL的时间戳和校验和。在运行时Windows检查是否正在使用同样版本的库，如果是的话，Windows将绕过处理输入函数；否则如果库与绑定的库不同，Windows将按照正常的方式处理输入函数。
绑定的可执行文件如果运行在与它们编译所用的环境一样，函数调用将会较快，如果是在一个不同的环境它们就等同于正常的调用，所以绑定输入函数没有任何的缺点。例如，所有的标准Windows应用程序都绑定到它们各自的Windows发布版本的系统DLL。将一个应用程序输入函数绑定到它的目的环境的好机会是在应用程序安装的过程。
运行时显式链接[ ]
对每个DLL来说，Windows存储了一个全局计数器，每多一个进程使用便多额外一个。LoadLibrary与FreeLibrary指令影响每一个进程内含的计数器；动态连结则不影响。因此借由调用FreeLibrary多次，从存储器反加载一DLL是很重要的。一个进程可以从它自己的VAS注销此计数器。
DLL文档能够在运行时使用LoadLibrary（或者LoadLibraryEx）API函数进行显式调用，这个的过程微软简单地称为运行时动态调用。API函数GetProcAddress根据查找输出名称符号、FreeLibrary卸载DLL。这些函数类似于POSIX标准API中的dlopen、dlsym、和dlclose。
注意微软简单称为运行时动态链接的运行时隐式链接，如果不能找到链接的DLL文档，Windows将提示一个错误消息并且调用应用程序失败。应用程序开发人员不能通过编译链接来处理这种缺少DLL文档的隐式链接问题。另外一方面，对于显式链接，开发人员有机会提供一个完善的出错处理机制。
运行时显式链接的过程在所有语言中都是相同的，因为它依赖于Windows API而不是语言结构。
DLL的分类[ ]
微软的Visual C＋＋支持三种DLL，它们分别是Non-MFC Dll（非MFC动态库）、Regular Dll（常规DLL）、Extension Dll（扩展DLL）。
Non-MFCDLL（非MFC动态库）[ ]
这种动态链接库指的是不用MFC的类库结构，直接用C语言写的DLL，其导出的函数是标准的C接口，能被非MFC或MFC编写的应用程序所调用。如果建立的DLL不需要使用MFC，那么应该建立Non-MFCDLL，因为使用MFC会增大用户库的大小，从而浪费用户的磁盘和内存空间。
RegularDLL（常规DLL）[ ]
这种动态链接库和下述的ExtensionDll一样，是用MFC类库编写的，它的一个明显的特点是在源文件里有一个继承CWinApp的类（注意：此类DLL虽然从CWinApp派生，但没有消息循环）,被导出的函数是C函数、C++类或者C++成员函数（注意不要把术语C++类与MFC的微软基础C++类相混淆），调用常规DLL的应用程序不必是MFC应用程序，只要是能调用类C函数的应用程序就可以，它们可以是在VisualC++、Delphi、VisualBasic、BorlandC等编译环境下利用DLL开发应用程序。常规DLL又可细分成静态链接到MFC和动态链接到MFC两种：
- 静态连接到MFC的动态连接库只被VC的专业般和企业版所支持。该类DLL里的输出函数可以被任意Win32程序使用，包括使用MFC的应用程序。输出函数有如下形式：
extern"C"EXPORTYourExportedFunction();
如果没有extern"C"修饰，输出函数仅仅能从C++代码中调用。
- 动态链接到MFC的常规DLL里的输出函数可以被任意Win32程序使用，包括使用MFC的应用程序。所有从DLL输出的函数应该以如下语句开始：
AFX_MANAGE_STATE(AfxGetStaticModuleState())
此语句用来正确地切换MFC模块状态。
ExtensionDll（扩展DLL）[ ]
这种动态链接库是使用MFC的动态链接版本所创建的，并且它只被用MFC类库所编写的应用程序所调用。例如你已经创建了一个从MFC的CtoolBar类的派生类用于创建一个新的工具栏，为了导出这个类，你必须把它放到一个MFC扩展的DLL中。
扩展DLL和常规DLL不一样，它没有一个从CWinApp继承而来的类的对象，所以，开发人员必须在DLL中的DllMain函数添加初始化代码和结束代码。与常规DLL相比，扩展的DLL有如下不同点：
- 它没有一个从CWinApp派生的对象；
- 它必须有一个DLLMain函数；
- DLLMain调用AfxInitExtensionModule函数，必须检查该函数的返回值，如果返回0，DLLMmain也返回0；
- 如果它希望输出CRuntimeClass类型的对象或者资源(Resources)，则需要提供一个初始化函数来创建一个CDynLinkLibrary对象。并且，有必要把初始化函数输出；
- 使用扩展DLL的MFC应用程序必须有一个从CWinApp派生的类，而且，一般在InitInstance里调用扩展DLL的初始化函数。
DLL的调用[ ]
动态链接库的调用可以分为两种：一种是隐式调用，一种是显示调用。
隐式的调用[ ]
这种调用方式需要把产生动态连接库时产生的.LIB文件加入到应用程序的工程中，在使用DLL中的函数时，只须说明一下后就可以直接通过函数名调用DLL的输出函数，调用方法和程序内部其他的函数是一样的。隐式调用不需要调用LoadLibrary()和FreeLibrary()。程序员在建立一个DLL文件时，链接程序会自动生成一个与之对应的LIB导入文件。该文件包含了每一个DLL导出函数的符号名和可选的标识号，但是并不含有实际的代码。LIB文件作为DLL的替代文件被编译到应用程序项目中。
当程序员通过隐式调用方式编译生成应用程序时，应用程序中的调用函数与LIB文件中导出符号相匹配，这些符号或标识号被写入到生成的EXE文件中。LIB文件中也包含了对应的DLL文件名（但不是完全的路径名），链接程序也将其存储在EXE文件内部。当应用程序运行过程中需要加载DLL文件时，Windows根据这些信息发现并加载DLL，然后通过符号名或标识号实现对DLL函数的动态链接。所有被应用程序调用的DLL文件都会在应用程序EXE文件加载时被加载在到内存中。
显式调用[ ]
这种调用方式是指在应用程序中用LoadLibrary或MFC提供的AfxLoadLibrary显式的将自己所做的动态连接库调进来，并指定DLL的路径作为参数。LoadLibary返回HINSTANCE参数，应用程序在调用GetProcAddress函数时使用这一参数。当完成对动态链接库的导入以后，再使用GetProcAddress()获取想要引入的函数，该函数将符号名或标识号转换为DLL内部的地址，之后就可以象使用本应用程序自定义的函数一样来调用此引入函数了。在应用程序退出之前，应该用FreeLibrary或MFC提供的AfxFreeLibrary释放动态连接库。
编程实例[ ]
创建DLL输出函数[ ]
下面的例子展示了与特定语言相关的从DLL输出符号表的方法。
Delphi:
library Example; // Function that adds two numbers function AddNumbers(a, b: Double): Double; cdecl; begin AddNumbers := a + b end; // Export this function exports AddNumbers; // DLL initialization code: no special handling needed begin end.
C 或 C++
#include <windows.h>
// Export this function
extern "C" __declspec(dllexport) double AddNumbers(double a, double b);
// DLL initialization function
BOOL APIENTRY
DllMain(HANDLE hModule, DWORD dwReason, LPVOID lpReserved)
{
return TRUE;
}
// Function that adds two numbers
double
AddNumbers(double a, double b)
{
return a + b;
}
使用DLL输入[ ]
下面的例子展示了与特定语言相关的如何在编译时链接DLL输入符号表的方法。
Delphi
program Example;
{$APPTYPE CONSOLE}
// Import function that adds two numbers
function AddNumbers(a, b: Double): Double; cdecl; external 'Example.dll';
var result: Double;
begin
result := AddNumbers(1, 2);
Writeln('The result was: ', result)
end.
C 或 C++
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
// Import function that adds two numbers
extern "C" __declspec(dllimport)double AddNumbers(double a, double b);
int
main(int argc, char **argv)
{
double result = AddNumbers(1, 2);
printf("The result was: %f\n", result);
return 0;
}
运行时使用显式调用[ ]
下面的例子先是如何使用不同语言特有的WIN32 API绑定进行运行时的调用和链接。
Microsoft Visual Basic
Option Explicit
Declare Function AddNumbers Lib "Example.dll" (ByVal a As Double, ByVal b As Double) As Double
Sub Main()
Dim Result As Double
Result = AddNumbers(1, 2)
Debug.Print "The result was: " & Result
End Sub
C 或 C++
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
// DLL function signature
typedef double (*importFunction)(double, double);
int
main(int argc, char **argv)
{
importFunction addNumbers;
double result;
// Load DLL file
HINSTANCE hinstLib = LoadLibrary("Example.dll");
if (hinstLib == NULL) {
printf("ERROR: unable to load DLL\n");
return 1;
}
// Get function pointer
addNumbers = (importFunction)GetProcAddress(hinstLib, "AddNumbers");
if (addNumbers == NULL) {
printf("ERROR: unable to find DLL function\n");
return 1;
}
// Call function.
result = addNumbers(1, 2);
// Unload DLL file
FreeLibrary(hinstLib);
// Display result
printf("The result was: %f\n", result);
return 0;
}