最近在看的一些web服务器源码的扩展部分基本上都使用到了.so动态库的运行时加载,也遇到了不少坑,看了不少网上的博客,在这里稍微总结转载一下,也是为了以后少走弯路。
首先需要了解的就是静态库与动态库的知识了,可以参考https://blog.csdn.net/jnu_simba/article/details/9569107。
一般来说,如果用gcc编译的时候加上-shared和-fPIC选项,可以把源文件编译成一个so文件,可以在其他源程序连接阶段把这个链接上去,从而可以调用so文件提供的函数接口,这样可以多文件共用一个so文件提供的函数,即节省内存空间,也便于更新,所有的接口只需要更新so文件就行。除了上面的方法,还有一个方法,那就是在运行时由程序自己动态加载so文件,使用一系列系统调用如dlopen,dlsym,dlclose等来进行动态加载,获取函数地址从而进行函数调用,关闭加载的so文件等。一般以第一种方法用得多,但是第二种方法更灵活,结合配置文件,更具一般意义上的服务扩展性。
其实在这里本人碰到的就是对于C++Mangling的迷惑,每次使用dlsym函数都没法从g++编译产生的动态库中提取到相应的函数,最后才发现原来是缺少了一个extern "C"的问题,不过通过动态库加载类的方法也是挺有用的。
以下转载自https://blog.csdn.net/wzhg0508/article/details/46282973
有些时候你想在运行时加载一个lib或者function or class,这种事情经常发生在你开发一个plugin或者module时遇到。
在C语言里,你可以轻松的利用dlopen, dlsym, dlclose来做到,但是在C++的世界里却没那么简单了。困难就在C++语言的name mangling上,还有一部分就是dlopen函数是用纯C语言写的,不提供load classes功能。
在解析如何load function和class在c++语言中之前,还是线弄清问题吧---
。
在C++程序里(或lib or object file中),所有的non-static functions都是以二进制文件symbols来表示。这些symbols都是些特殊的文本字符串,都是唯一的在程序中,lib中活着object file中来标示一个文件。
然而在C语言中,函数的symbol名字就是函数名字本身,例如strcpy的symbol就是strcpy,所以在C语言中不会有中non-static函数出现重名情况。
由于C++有很多C语言没有的功能,例如class,函数的overloading,异常处理等等,所以symbol不可能简单的以函数名来定。为了解决这个问题,C++提出了name mangling,这个name mangling的功能就是把function的名字转换成只有compiler知道的奇怪字符串,利用该函数所有的已知信息,如果函数参数的类型,个数,函数等等,所有如果函数名字为foo(int, char),利用name mangling之后,其名字可能是foo_int_char或者其他字符串也说不定。
现在的问题是在C++标准里(ISO14882)中还没有定义这个function name是被怎样的mangled的,每个编译器都有自己的一套方法。
另外一个问题就是dlopen函数仅支持load 函数,不支持load class。
很明显的是如果你想使用该class,就需要new instance出来。
C++有个特殊的关键字来声明函数用C的方式来绑定——extern “C”,在C++中函数如果用extern “C”在前面声明的话,就表示该函数的symbol以C语言方式来命名。
所以只有非成员函数可以用extern “C”来声明,而且他们不能被重载。
虽然很局限,但是这样足够利用dlopen来运行时调用function了。需要强调的是用extern “C”不是就不可以在function内写C++ 代码,依然可以调用class和class的function的。
用dlsym,加载C++函数就像加载C函数一样,你要加载的函数必须要用extern “C”来声明,避免name mangling。
Example 1: load a function
#include <iostream> #include <dlfcn.h> int main() { using std::cout; using std::cerr; cout << "C++ dlopen demo\n\n"; // open the library cout << "Opening hello.so...\n"; void* handle = dlopen("./hello.so", RTLD_LAZY); if (!handle) { cerr << "Cannot open library: " << dlerror() << ‘\n‘; return 1; } // load the symbol cout << "Loading symbol hello...\n"; typedef void (*hello_t)(); // reset errors dlerror(); hello_t hello = (hello_t) dlsym(handle, "hello"); const char *dlsym_error = dlerror(); if (dlsym_error) { cerr << "Cannot load symbol ‘hello‘: " << dlsym_error << ‘\n‘; dlclose(handle); return 1; } // use it to do the calculation cout << "Calling hello...\n"; hello(); // close the library cout << "Closing library...\n"; dlclose(handle); }
hello.cpp
#include <iostream> extern "C" void hello() { std::cout << "hello" << ‘\n‘; }
加载类比加载函数还是有点困难的。
我们不能通过new instance来实例一个class在执行的时候,因为某些时候我们根本不知道要记载的类的名字,
怎么解决呐?我们可以通过多态性来解决。开始我们定义一个base interface,声明一些抽象方法,子类继承并实现这些方法。
所以现在我们需要定义两个helper 函数,用extern “c”声明,一个用来new一个class实例,返回class的指针,一个用来销毁这个指针。
基于此,我们就可以用dlsym来调用这两个helper函数了。
Example 2: loading class
main.cpp
#include "polygon.hpp" #include <iostream> #include <dlfcn.h> int main() { using std::cout; using std::cerr; // load the triangle library void* triangle = dlopen("./triangle.so", RTLD_LAZY); if (!triangle) { cerr << "Cannot load library: " << dlerror() << ‘\n‘; return 1; } // reset errors dlerror(); // load the symbols create_t* create_triangle = (create_t*) dlsym(triangle, "create"); const char* dlsym_error = dlerror(); if (dlsym_error) { cerr << "Cannot load symbol create: " << dlsym_error << ‘\n‘; return 1; } destroy_t* destroy_triangle = (destroy_t*) dlsym(triangle, "destroy"); //若使用函数指针这里直接用destroy_t destroy_triangle。 dlsym_error = dlerror(); if (dlsym_error) { cerr << "Cannot load symbol destroy: " << dlsym_error << ‘\n‘; return 1; } // create an instance of the class polygon* poly = create_triangle(); // use the class poly?>set_side_length(7); cout << "The area is: " << poly?>area() << ‘\n‘; // destroy the class destroy_triangle(poly); // unload the triangle library dlclose(triangle); }
polygon.hpp
#ifndef POLYGON_HPP #define POLYGON_HPP class polygon { protected: double side_length_; public: polygon() : side_length_(0) {} virtual ~polygon() {} void set_side_length(double side_length) { side_length_ = side_length; } virtual double area() const = 0; }; // the types of the class factories typedef polygon* create_t(); //这里我喜欢定义成函数指针typedef polygon* (*create_t)(),这样后面就可以直接定义函数指针变量
typedef void destroy_t(polygon*); #endif //typedef void (*destroy_t)(polygon*) 同理
triangle.cpp:
#include "polygon.hpp" #include <cmath> class triangle : public polygon { public: virtual double area() const { return side_length_ * side_length_ * sqrt(3) / 2; } }; // the class factories extern "C" polygon* create() { return new triangle; } extern "C" void destroy(polygon* p) { delete p; }
编译命令:g++ -shared -fpic triangle.cpp -o triangle.so
g++ main.cpp -o main -ldl
运行命令:./main
输出结果:The area is: 42.4352
这里还有一些需要提醒的地方:
[转载总结]Linux环境下C++运行时动态链接库加载要点总结
原文:https://www.cnblogs.com/J1ac/p/9102027.html