C#中如何调用动态链接库 DLL
动态链接库(也称为 DLL,即为“Dynamic Link Library”的缩写)是 Microsoft Windows
最重要的组成要素之一,打开 Windows 系统文件夹,你会发现文件夹中有很多 DLL 文件,
Windows 就是将一些主要的系统功能以 DLL 模块的形式实现。
动态链接库是不能直接执行的,也不能接收消息,它只是一个独立的文件,其中包含
能被程序或其它 DLL 调用来完成一定操作的函数(方法。注:C#中一般称为“方法”),但这
些函数不是执行程序本身的一部分,而是根据进程的需要按需载入,此时才能发挥作用。
DLL 只有在应用程序需要时才被系统加载到进程的虚拟空间中,成为调用进程的一部
分,此时该 DLL 也只能被该进程的线程访问,它的句柄可以被调用进程所使用,而调用进程
的句柄也可以被该 DLL 所使用。在内存中,一个 DLL 只有一个实例,且它的编制与具体的编
程语言和编译器都没有关系,所以可以通过 DLL 来实现混合语言编程。DLL 函数中的代码所
创建的任何对象(包括变量)都归调用它的线程或进程所有。
下面列出了当程序使用 DLL 时提供的一些优点:[1]
1)
使用较少的资源
当多个程序使用同一个函数库时,DLL 可以减少在磁盘和物理内存中加载的代码的重
复量。这不仅可以大大影响在前台运行的程序,而且可以大大影响其他在 Windows 操作系
统上运行的程序。
2)
推广模块式体系结构
DLL 有助于促进模块式程序的开发。这可以帮助您开发要求提供多个语言版本的大型
程序或要求具有模块式体系结构的程序。模块式程序的一个示例是具有多个可以在运行时动
态加载的模块的计帐程序。
3)
简化部署和安装
当 DLL 中的函数需要更新或修复时,部署和安装 DLL 不要求重新建立程序与该 DLL
的链接。此外,如果多个程序使用同一个 DLL,那么多个程序都将从该更新或修复中获益。
当您使用定期更新或修复的第三方 DLL 时,此问题可能会更频繁地出现。
每种编程语言调用 DLL 的方法都不尽相同,在此只对用 C#调用 DLL 的方法进行介绍。
首先,您需要了解什么是托管,什么是非托管。一般可以认为:非托管代码主要是基于 win 32
平台开发的 DLL,activeX 的组件,托管代码是基于.net 平台开发的。如果您想深入了解托
管与非托管的关系与区别,及它们的运行机制,请您自行查找资料,本文件在此不作讨论。
(一)
调用 DLL 中的非托管函数一般方法
首先,应该在 C#语言源程序中声明外部方法,其基本形式是:
[DLLImport(“DLL 文件”)]
修饰符 extern 返回变量类型 方法名称 (参数列表)
其中:
DLL 文件:包含定义外部方法的库文件。
修饰符: 访问修饰符,除了 abstract 以外在声明方法时可以使用的修饰符。
返回变量类型:在 DLL 文件中你需调用方法的返回变量类型。
方法名称:在 DLL 文件中你需调用方法的名称。
参数列表:在 DLL 文件中你需调用方法的列表。
注意:需要在程序声明中使用 System.Runtime.InteropServices 命名空间。
DllImport 只能放置在方法声明上。
DLL 文件必须位于程序当前目录或系统定义的查询路径中(即:系统环境变量中 Path 所设
置的路径)。
返回变量类型、方法名称、参数列表一定要与 DLL 文件中的定义相一致。
若要使用其它函数名,可以使用 EntryPoint 属性设置,如:
[DllImport("user32.dll", EntryPoint="MessageBoxA")]
static extern int MsgBox(int hWnd, string msg, string caption, int type);
其它可选的 DllImportAttribute 属性:
CharSet 指示用在入口点中的字符集,如:CharSet=CharSet.Ansi;
SetLastError 指示方法是否保留 Win32"上一错误",如:SetLastError=true;
ExactSpelling 指 示 EntryPoint 是 否 必 须 与 指 示 的 入 口 点 的 拼 写 完 全 匹 配 , 如 :
ExactSpelling=false;
PreserveSig 指示方法的签名应当被保留还是被转换, 如:PreserveSig=true;
CallingConvention 指 示 入 口 点 的 调 用 约 定 ,
CallingConvention=CallingConvention.Winapi;
如 :
此外,关于“数据封送处理”及“封送数字和逻辑标量”请参阅其它一些文章[2]。
C#例子:
1.
用程序”。
启动 VS.NET,新建一个项目,项目名称为“Tzb”,模板为“Windows 应
2.
窗体中添加一个按钮。
在“工具箱”的“ Windows 窗体”项中双击“Button”项,向“Form1”
3.
提示框”,并将按钮 B1 调整到适当大小,移到适当位置。
改变按钮的属性:Name 为 “B1”,Text 为 “用 DllImport 调用 DLL 弹出
4.
Tzb”上面输入“using System.Runtime.InteropServices;”,以导入该命名空间。
在类视图中双击“Form1”,打开“Form1.cs”代码视图,在“namespace
5.
在“Form1.cs[设计]”视图中双击按钮 B1,在“B1_Click”方法上面
使用关键字 static 和 extern 声明方法“MsgBox”,将 DllImport 属性附加到该方法,
这里我们要使用的是“user32.dll”中的“MessageBoxA”函数,具体代码如下:
[DllImport("user32.dll", EntryPoint="MessageBoxA")]
static extern int MsgBox(int hWnd, string msg, string caption, int type);
然后在“B1_Click”方法体内添加如下代码,以调用方法“MsgBox”:
MsgBox(0," 这就是用 DllImport 调用 DLL 弹出的提示框哦! "," 挑战杯 ",0x30);
6.
按“F5”运行该程序,并点击按钮 B1,便弹出如下提示框:
(二)
动态装载、调用 DLL 中的非托管函数
在上面已经说明了如何用 DllImport 调用 DLL 中的非托管函数,但是这个是全局的函数,假
若 DLL 中的非托管函数有一个静态变量 S,每次调用这个函数的时候,静态变量 S 就自动加
1。结果,当需要重新计数时,就不能得出想要的结果。下面将用例子说明:
1.
1)
2)
3)
DLL 的创建
启动 Visual C++ 6.0;
新建一个“Win32 Dynamic-Link Library”工程,工程名称为“Count”;
在“Dll kind”选择界面中选择“A simple dll project”;
4)
// 导出函数,使用“ _stdcall ” 标准调用
打开 Count.cpp,添加如下代码:
extern "C" _declspec(dllexport)int _stdcall count(int init);
int _stdcall count(int init)
{//count 函数,使用参数 init 初始化静态的整形变量 S ,并使 S 自加 1 后返回该值
static int S=init;
S++;
return S;
}
5)
2.
1)
按“F7”进行编译,得到 Count.dll(在工程目录下的 Debug 文件夹中)。
用 DllImport 调用 DLL 中的 count 函数
打开项目“Tzb”,向“Form1”窗体中添加一个按钮。
2)
中 count 函数”,并将按钮 B1 调整到适当大小,移到适当位置。
改变按钮的属性:Name 为 “B2”,Text 为 “用 DllImport 调用 DLL
3)
“count”,并使其具有来自 Count.dll 的导出函数 count 的实现,代码如下:
打开“Form1.cs”代码视图,使用关键字 static 和 extern 声明方法
[DllImport("Count.dll")]
static extern int count(int init);
在“Form1.cs[设计]”视图中双击按钮 B2,在“B2_Click”方法体
4)
内添加如下代码:
MessageBox.Show(" 用 DllImport 调用 DLL 中的 count 函数, n 传入的实参为 0 ,得
到的结果是: "+count(0).ToString()," 挑战杯 ");
MessageBox.Show(" 用 DllImport 调用 DLL 中的 count 函数, n 传入的实参为 10 ,得
到的结果是: "+count(10).ToString()+"n 结果可不是想要的 11 哦!!! "," 挑战杯 ");
MessageBox.Show(" 所得结果表明:n 用 DllImport 调用 DLL 中的非托管 n 函数是全局
的、静态的函数!!! "," 挑战杯 ");
5)
该程序,并点击按钮 B2,便弹出如下三个提示框:
把 Count.dll 复制到项目“Tzb”的 binDebug 文件夹中,按“F5”运行
第 1 个提示框显示的是调用“count(0)”的结果,第 2 个提示框显示的是调用“count(10)”
的结果,由所得结果可以证明“用 DllImport 调用 DLL 中的非托管函数是全局的、静态的函
数”。所以,有时候并不能达到我们目的,因此我们需要使用下面所介绍的方法:C#动态调
用 DLL 中的函数。
3.
C#动态调用 DLL 中的函数
因为 C#中使用 DllImport 是不能像动态 load/unload assembly 那样,所以只能借助 API 函
数了。在 kernel32.dll 中,与动态库调用有关的函数包括[3]:
①LoadLibrary(或 MFC 的 AfxLoadLibrary),装载动态库。
②GetProcAddress,获取要引入的函数,将符号名或标识号转换为 DLL 内部地址。
③FreeLibrary(或 MFC 的 AfxFreeLibrary),释放动态链接库。
它们的原型分别是:
HMODULE LoadLibrary(LPCTSTR lpFileName);
FARPROC GetProcAddress(HMODULE hModule, LPCWSTR lpProcName);
BOOL FreeLibrary(HMODULE hModule);
现在,我们可以用 IntPtr hModule=LoadLibrary(“Count.dll”);来获得 Dll 的句柄,用
IntPtr farProc=GetProcAddress(hModule,”_count@4”);来获得函数的入口地址。
但是,知道函数的入口地址后,怎样调用这个函数呢?因为在 C#中是没有函数指针的,没
有像 C++那样的函数指针调用方式来调用函数,所以我们得借助其它方法。经过研究,发现
我们可以通过结合使用 System.Reflection.Emit 及 System.Reflection.Assembly 里的类和
函数达到我们的目的。为了以后使用方便及实现代码的复用,我们可以编写一个类。
1)
dld 类的编写:
1.
类名设置为“dld”,即 dynamic loading dll 的每个单词的开头字母。
打开项目“Tzb”,打开类视图,右击“Tzb”,选择“添加”-->“类”,
2.
using System.Runtime.InteropServices; // 用 DllImport 需用此 命名空间
添加所需的命名空间及声明参数传递方式枚举:
using System.Reflection; // 使用 Assembly 类需用此 命名空间
using System.Reflection.Emit; // 使用 ILGenerator 需用此 命名空间
///
在“public class dld”上面添加如下代码声明参数传递方式枚举:
/// 参数传递方式枚举 ,ByValue 表示值传递 ,ByRef 表示址传递
///
public enum ModePass
{
ByValue = 0x0001,
ByRef = 0x0002
}
3.
和 farProc:
///
声明 LoadLibrary、GetProcAddress、FreeLibrary 及私有变量 hModule
/// 原型是 :HMODULE LoadLibrary(LPCTSTR lpFileName);
///
///
DLL 文件名
///
函数库模块的句柄
[DllImport("kernel32.dll")]
static extern IntPtr LoadLibrary(string lpFileName);
///
/// 原型是 : FARPROC GetProcAddress(HMODULE hModule, LPCWSTR lpProcName);
///
///
包含需调用函数的函数库模块的句柄
///
调用函数的名称
///
函数指针
[DllImport("kernel32.dll")]
static extern IntPtr GetProcAddress(IntPtr hModule, string lpProcName);
///
/// 原型是 : BOOL FreeLibrary(HMODULE hModule);
///
///
需释放的函数库模块的句柄
///
是否已释放指定的 Dll
[DllImport("kernel32",EntryPoint="FreeLibrary",SetLastError=true)]
static extern bool FreeLibrary(IntPtr hModule);
///
/// Loadlibrary 返回的函数库模块的句柄
///
private IntPtr hModule=IntPtr.Zero;
///
/// GetProcAddress 返回的函数指针
///
private IntPtr farProc=IntPtr.Zero;
4.
添加 LoadDll 方法,并为了调用时方便,重载了这个方法:
///
/// 装载 Dll
///
///
DLL 文件名
public void LoadDll(string lpFileName)
{
hModule=LoadLibrary(lpFileName);
if(hModule==IntPtr.Zero)
throw(new Exception(" 没有找到 :"+lpFileName+"." ));
}
public void LoadDll(IntPtr HMODULE)
若已有已装载 Dll 的句柄,可以使用 LoadDll 方法的第二个版本:
{
if(HMODULE==IntPtr.Zero)
throw(new Exception(" 所传入的函数库模块的句柄 HMODULE 为空 ." ));
hModule=HMODULE;
}
添加 LoadFun 方法,并为了调用时方便,也重载了这个方法,方法的具体
5.
代码及注释如下:
///
/// 获得函数指针
///
///
调用函数的名称
public void LoadFun(string lpProcName)
{ // 若函数库模块的句柄为空,则抛出异常
if(hModule==IntPtr.Zero)
throw(new Exception(" 函数库模块的句柄为空 , 请确保已进行 LoadDll 操作 !"));
// 取得函数指针
farProc = GetProcAddress(hModule,lpProcName);