Linux上的C ++动态共享库

这是使用g ++进行动态共享库编译的后续版本。

我正在尝试在Linux上的C ++中创建一个共享的类库。我可以编译该库，并且可以使用在此和此处找到的教程来调用某些（非类）函数。当我尝试使用库中定义的类时，我的问题开始了。我链接到的第二篇教程展示了如何加载用于创建库中定义的类的对象的符号，但是没有使用这些对象来完成任何工作。

有谁知道用于创建共享C ++类库的更完整的教程，该教程还显示了如何在单独的可执行文件中使用这些类？一个非常简单的教程，介绍了对象的创建，使用（简单的getter和setter方法就可以了）和删除操作是非常棒的。链接或引用某些开源代码来说明共享类库的使用也同样不错。

尽管来自codelogic和nimrodm的答案确实有用，但我只是想补充一点，因为提出了这个问题，所以我选择了《Beginning Linux Programming》的副本，并且其第一章包含示例C代码以及有关创建和使用静态库和共享库的良好解释。 。这些示例可通过该书的旧版中的 Google图书搜索获得。

myclass.h

#ifndef __MYCLASS_H__
#define __MYCLASS_H__

class MyClass
{
public:
  MyClass();

  /* use virtual otherwise linker will try to perform static linkage */
  virtual void DoSomething();

private:
  int x;
};

#endif

myclass.cc

#include "myclass.h"
#include <iostream>

using namespace std;

extern "C" MyClass* create_object()
{
  return new MyClass;
}

extern "C" void destroy_object( MyClass* object )
{
  delete object;
}

MyClass::MyClass()
{
  x = 20;
}

void MyClass::DoSomething()
{
  cout<<x<<endl;
}

class_user.cc

#include <dlfcn.h>
#include <iostream>
#include "myclass.h"

using namespace std;

int main(int argc, char **argv)
{
  /* on Linux, use "./myclass.so" */
  void* handle = dlopen("myclass.so", RTLD_LAZY);

  MyClass* (*create)();
  void (*destroy)(MyClass*);

  create = (MyClass* (*)())dlsym(handle, "create_object");
  destroy = (void (*)(MyClass*))dlsym(handle, "destroy_object");

  MyClass* myClass = (MyClass*)create();
  myClass->DoSomething();
  destroy( myClass );
}

在Mac OS X上，使用以下命令进行编译：

g++ -dynamiclib -flat_namespace myclass.cc -o myclass.so
g++ class_user.cc -o class_user

在Linux上，使用以下命令进行编译：

g++ -fPIC -shared myclass.cc -o myclass.so
g++ class_user.cc -ldl -o class_user

如果这是用于插件系统的，则可以将MyClass用作基类，并定义所有所需的虚拟函数。然后，插件作者将从MyClass派生，重写虚函数并实现create_object和destroy_object。您的主应用程序无需进行任何更改。

下面显示了一个共享类库shared。[h，cpp]和使用该库的main.cpp模块的示例。这是一个非常简单的示例，makefile可以做得更好。但是它可以工作，并且可以帮助您：

shared.h定义类：

class myclass {
   int myx;

  public:

    myclass() { myx=0; }
    void setx(int newx);
    int  getx();
};

shared.cpp定义了getx / setx函数：

#include "shared.h"

void myclass::setx(int newx) { myx = newx; }
int  myclass::getx() { return myx; }

main.cpp使用该类，

#include <iostream>
#include "shared.h"

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[])
{
  myclass m;

  cout << m.getx() << endl;
  m.setx(10);
  cout << m.getx() << endl;
}

以及生成libshared.so并与共享库链接main的makefile：

main: libshared.so main.o
    $(CXX) -o main  main.o -L. -lshared

libshared.so: shared.cpp
    $(CXX) -fPIC -c shared.cpp -o shared.o
    $(CXX) -shared  -Wl,-soname,libshared.so -o libshared.so shared.o

clean:
    $rm *.o *.so

要实际运行“ main”并链接到libshared.so，您可能需要指定加载路径（或将其放置在/ usr / local / lib或类似文件中）。

以下内容将当前目录指定为库的搜索路径，并运行main（bash语法）：

export LD_LIBRARY_PATH=.
./main

要查看该程序是否与libshared.link链接，可以尝试使用ldd：

LD_LIBRARY_PATH=. ldd main

在我的机器上打印：

  ~/prj/test/shared$ LD_LIBRARY_PATH=. ldd main
    linux-gate.so.1 =>  (0xb7f88000)
    libshared.so => ./libshared.so (0xb7f85000)
    libstdc++.so.6 => /usr/lib/libstdc++.so.6 (0xb7e74000)
    libm.so.6 => /lib/libm.so.6 (0xb7e4e000)
    libgcc_s.so.1 => /usr/lib/libgcc_s.so.1 (0xb7e41000)
    libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0xb7cfa000)
    /lib/ld-linux.so.2 (0xb7f89000)

基本上，您应该在要在共享库中使用该类的代码中包含该类的头文件。然后，当您链接时，使用“ -l”标志将您的代码与共享库链接。当然，这要求.so是操作系统可以找到的位置。参见3.5。安装和使用共享库

当您在编译时不知道要使用哪个库时，可以使用dlsym。听起来好像不是这里。也许混淆是Windows调用了动态加载的库，而不管您是在编译时还是在运行时（使用类似方法）进行链接？如果是这样，那么您可以将dlsym视为LoadLibrary的等效项。

如果确实需要动态加载库（即它们是插件），那么此FAQ应该会有所帮助。

除了先前的答案，我想提高您对以下事实的认识：您应该使用RAII（资源获取是初始化）习惯来确保处理程序销毁的安全。

这是一个完整的工作示例：

接口声明Interface.hpp：

class Base {
public:
    virtual ~Base() {}
    virtual void foo() const = 0;
};

using Base_creator_t = Base *(*)();

共享库内容：

#include "Interface.hpp"

class Derived: public Base {
public:
    void foo() const override {}
};

extern "C" {
Base * create() {
    return new Derived;
}
}

动态共享库处理程序Derived_factory.hpp：

#include "Interface.hpp"
#include <dlfcn.h>

class Derived_factory {
public:
    Derived_factory() {
        handler = dlopen("libderived.so", RTLD_NOW);
        if (! handler) {
            throw std::runtime_error(dlerror());
        }
        Reset_dlerror();
        creator = reinterpret_cast<Base_creator_t>(dlsym(handler, "create"));
        Check_dlerror();
    }

    std::unique_ptr<Base> create() const {
        return std::unique_ptr<Base>(creator());
    }

    ~Derived_factory() {
        if (handler) {
            dlclose(handler);
        }
    }

private:
    void * handler = nullptr;
    Base_creator_t creator = nullptr;

    static void Reset_dlerror() {
        dlerror();
    }

    static void Check_dlerror() {
        const char * dlsym_error = dlerror();
        if (dlsym_error) {
            throw std::runtime_error(dlsym_error);
        }
    }
};

客户代码：

#include "Derived_factory.hpp"

{
    Derived_factory factory;
    std::unique_ptr<Base> base = factory.create();
    base->foo();
}

注意：

• 为了简洁起见，我将所有内容都放在头文件中。在现实生活中，您当然应该在.hpp和.cpp文件之间拆分代码。
• 为简化起见，我忽略了要处理new/ delete重载的情况。

两条清晰的文章以获取更多详细信息：

• C ++ dlopen mini操作方法
• C ++在运行时动态加载共享对象