32 урока по Delphi

Урок 14: Использование DLL в Delphi

Содержание урока 14:
Понятие DLL
Создание DLL в Delphi (экспорт)
Использование DLL в Delphi (импорт)
DLL, использующие объекты VCL для работы с данными
Исключительные ситуации в DLL

При подготовке первой части данного материала использовался 13 выпуск Библиотеки Системного Программиста , Диалог-МИФИ 1994 г. Авторы: А.В.Фролов и Г.В.Фролов

1. Понятие DLL

Вспомним процесс программирования в DOS. Преобразование исходного текста программы в машинный код включал в себя два процесса - компиляцию и линковку. В процессе линковки, редактор связей, компоновавший отдельные модули программы, помещал в код программы не только объявления функций и процедур, но и их полный код. Вы готовили таким образом одну программу, другую, третью ... И везде код одних и тех же функций помещался в программу полностью (см. рис 1).

Рис.1 : Вызов функций при использовании статической компоновки

В многозадачной среде такой подход был бы по меньшей мере безрассудным, так как очевидно, что огромное количество одних и тех же функций, отвечающих за прорисовку элементов пользовательского интерфейса, за доступ к системным ресурсам и т.п. дублировались бы полностью во всех приложениях, что привело бы к быстрому истощению самого дорогого ресурса - оперативной памяти. В качестве решения возникшей проблемы, еще на UNIX-подобных платформах была предложена концепция динамической компоновки (см. рис . 2).

Рис.2: Вызов функций при использовании динамической компоновки

Но, чем же отличаются Dynamic Link Library (DLL) от обычных приложений? Для понимания этого требуется уточнить понятия задачи (task), экземпляра (копии) приложения (instance) и модуля (module).

При запуске нескольких экземпляров одного приложения, Windows загружает в оперативную память только одну копию кода и ресурсов - модуль приложения, создавая несколько отдельных сегментов данных, стека и очереди сообщений (см. рис. 3), каждый набор которых представляет из себя задачу, в понимании Windows. Копия приложения представляет из себя контекст, в котором выполняется модуль приложения.

Задача 1 Задача 2

Копия 1 приложения Копия 2 приложения

Данные Данные

Стек Стек

Очередь сообщений Очередь сообщений

Модуль приложения

Код

Ресурсы

Рис.3 : Копии приложения и модуль приложения

DLL - библиотека также является модулем. Она находится в памяти в единственном экземпляре и содержит сегмент кода и ресурсы, а также сегмент данных (см. рис. 4).

DLL-библиотека

Код

Ресурсы

Данные

Рис.4 : Структура DLL в памяти

DLL - библиотека, в отличие от приложения не имеет ни стека, ни очереди сообщений. Функции, помещенные в DLL, выполняются в контексте вызвавшего приложения, пользуясь его стеком. Но эти же функции используют сегмент данных, принадлежащий библиотеке, а не копии приложения.

В силу такой организации DLL, экономия памяти достигается за счет того, что все запущенные приложения используют один модуль DLL, не включая те или иные стандартные функции в состав своих модулей.

Часто, в виде DLL создаются отдельные наборы функций, объединенные по тем или иным логическим признакам, аналогично тому, как концептуально происходит планирование модулей ( в смысле unit ) в Pascal. Отличие заключается в том, что функции из модулей Pascal компонуются статически - на этапе линковки, а функции из DLL компонуются динамически, то есть в run-time.

2. Создание DLL в Delphi (экспорт)

Для программирования DLL Delphi предоставляет ряд ключевых слов и правил синтаксиса. Главное - DLL в Delphi такой же проект как и программа.

Рассмотрим шаблон DLL:

library MyDll;

uses

<используемые модули>;

<объявления и описания функций>

exports

<экспортируемые функции>

begin

<инициализационная часть>

end.

Имя файла проекта для такого шаблона должно быть MYDLL.DPR.

!!!! К сожалению, в IDE Delphi автоматически генерируется только проект программы, поэтому Вам придется проект DLL готовить вручную. В Delphi 2.0 это неудобство устранено.

Как и в программе, в DLL присутствует раздел uses. Инициализационная часть необязательна. В разделе же exports перечисляются функции, доступ к которым должен производится из внешних приложений.

Экспортирование функций (и процедур ) может производится несколькими способами:

- по номеру (индексу);
- по имени.

В зависимости от этого используется различный синтаксис:

{экспорт по индексу}

procedure ExportByOrdinal; export;

begin

.....

end;

exports

ExportByOrdinal index 10;

{экспорт по имени}

procedure ExportByName; export;

begin

.....

end;

exports

ExportByName name 'MYEXPORTPROC'; { имя для экспорта может не совпадать с именем функции ! }

Так как в Windows существует понятие "резидентных функций" DLL, то есть тех функций, которые находятся в памяти на протяжении всего времени существования DLL в памяти, в Delphi имеются средства для организации и такого рода экспорта:

exports

ExportByName name 'MYEXPORTPROC' resident;

Стоит отметить тот факт, что поиск функций, экспортируемых по индексу, производится быстрее, чем при экспорте по имени. С другой стороны, экспорт по имени удобнее, особенно если Вы периодически дополняете и расширяете набор экспортируемых из DLL функций, при гарантии работы приложений, использующих DLL, и не хотите специально следить за соблюдением уникальности и соответствия индексов.

Если же Вы будете экспортировать функции следующим образом:

exports

MyExportFunc1,

MyExportFunc2,

.....;

то индексирование экспортируемых функций будет произведено Delphi автоматически, а такой экспорт будет считаться экспортом по имени, совпадающему с именем функции. Тогда объявление импортируемой функции в приложении должно совпадать по имени с объявлением функции в DLL. Что же касается директив, накладываемых уже на импортируемые функции, то об этом мы поговорим ниже.

1. Использование DLL в Delphi (импорт)

Для организации импорта, т.е. доступа к функциям, экспортируемым из DLL, так же как и для их экспорта, Delphi предоставляет стандартные средства.

Для показанных выше примеров, в Вашей программе следует объявить функции, импортируемые из DLL таким образом:

{ импорт по специфицированному имени }

procedure ImportByName;external 'MYDLL' name 'MYEXPORTPROC';

{ импорт по индексу }

procedure ImportByOrdinal; external 'MYDLL' index 10;

{ импорт по оригинальному имени }

procedure MyExportFunc1; external 'MYDLL';

Этот способ называется статическим импортом.

Как Вы могли заметить, расширение файла, содержащего DLL, не указывается - по умолчанию подразумеваются файлы *.DLL и *.EXE. Как же тогда быть в случае, если файл имеет другое расширение (например, как COMPLIB.DCL в Delphi), или если требуется динамическое определение DLL и импортируемых функций (например, Ваша программа работает с различными графическими форматами, и для каждого из них существует отдельная DLL.)?

Для решения такого рода проблем Вы можете обратиться напрямую к API Windows, используя, так называемый, динамический импорт:

uses

WinTypes, WinProcs, ... ;

type

TMyProc = procedure ;

var

Handle : THandle;

MyImportProc : TMyProc;

begin

Handle:=LoadLibrary('MYDLL');

if Handle>=32 then { if <=32 - error ! }

begin

@MyImportProc:=GetProcAddress(Handle,'MYEXPORTPROC');

if MyImportProc<>nil then

...... {using imported procedure}

end;

FreeLibrary(Handle);

end;

!!! Синтаксические диаграммы объявлений экспорта/импорта, подмена точки выхода из DLL, и другие примеры, Вы можете найти в OnLine Help Delphi, Object Pascal Language Guide, входящему в Borland RAD Pack for Delphi, и, например, в книге "Teach Yourself Delphi in 21 Days".

Если не говорить о генерируемом компилятором коде (сейчас он более оптимизирован), то все правила синтаксиса остались те же , что и в Borland Pascal 7.0

2. DLL, использующие объекты VCL для работы с данными

При создании своей динамической библиотеки Вы можете использовать вызовы функций из других DLL. Пример такой DLL есть в поставке Delphi (X:\DELPHI\DEMOS\BD\BDEDLL). В эту DLL помещена форма, отображающая данные из таблицы и использующая для доступа к ней объекты VCL (TTable, TDBGrid, TSession), которые, в свою очередь, вызывают функции BDE. Как следует из комментариев к этому примеру, для такой DLL имеется ограничение: ее не могут одновременно использовать несколько задач. Это вызвано тем, что объект Session, который создается автоматически при подключении модуля DB, инициализируется для модуля, а не для задачи. Если попытаться загрузить эту DLL вторично из другого приложения, то возникнет ошибка. Для предотвращения одновременной загрузки DLL несколькими задачами нужно осуществить некоторые действия. В примере - это процедура проверки того, используется ли DLL в данный момент другой задачей.

3. Исключительные ситуации в DLL

Возникновение исключительной ситуации в DLL, созданной в Delphi, приведет к прекращению выполнения всего приложения, если эта ситуация не была обработана внутри DLL. Поэтому желательно предусмотреть все возможные неприятности на момент разработки DLL. Можно порекомендовать возвращать результат выполнения импортируемой функции в виде строки или числа и, при необходимости, заново вызывать исключительную ситуацию в программе.

Код в DLL:

function MyFunc : string;

begin

try

{собственно код функции}

except

on EResult: Exception do

Result:=Format(DllErrorViewingTable, [EResult.Message]); else

Result := Format(DllErrorViewingTable, ['Unknown error']); end;

end;

Код в программе:

StrResult:=MyFunc;

if StrResult<>’’ then

raise Exception.Create(StrResult);