dlopen 加载 c++ 函数及类收藏
问题所在
有时你想在运行时加载一个库(并使用其中的函数),这在你为你的程序写一些插件或模块架
构的时候经常发生。
在 C 语言中,加载一个库轻而易举(调用 dlopen、dlsym 和 dlclose 就够了),但对 C++来
说,情况稍微复杂。动态加载一个 C++库的困难一部分是因为 C++的 name mangling(译者注:
也有人把它翻译为“名字毁坏”,我觉得还是不翻译好),另一部分是因为 dlopen API 是用 C 语言实
现的,因而没有提供一个合适的方式来装载类。
在解释如何装载 C++库之前,最好再详细了解一下 name mangling。我推荐您了解一下它,
即使您对它不感兴趣。因为这有助于您理解问题是如何产生的,如何才能解决它们。
Name Mangling
在每个 C++程序(或库、目标文件)中,所有非静态(non-static)函数在二进制文件中都是
以“符号(symbol)”形式出现的。这些符号都是唯一的字符串,从而把各个函数在程序、库、目标
文件中区分开来。
在 C 中,符号名正是函数名:strcpy 函数的符号名就是“strcpy”,等等。这可能是因为两个非
静态函数的名字一定各不相同的缘故。
而 C++允许重载(不同的函数有相同的名字但不同的参数),并且有很多 C 所没有的特性──
比如类、成员函数、异常说明──几乎不可能直接用函数名作符号名。为了解决这个问题,C++采
用了所谓的 name mangling。它把函数名和一些信息(如参数数量和大小)杂糅在一起,改造成
奇形怪状,只有编译器才懂的符号名。例如,被 mangle 后的 foo 可能看起来像 foo@4%6^,或
者,符号名里头甚至不包括“foo”。
其中一个问题是,C++标准(目前是[ISO14882])并没有定义名字必须如何被 mangle,所
以每个编译器都按自己的方式来进行 name mangling。有些编译器甚至在不同版本间更换
mangling 算法(尤其是 g++ 2.x 和 3.x)。即使您搞清楚了您的编译器到底怎么进行 mangling
的,从而可以用 dlsym 调用函数了,但可能仅仅限于您手头的这个编译器而已,而无法在下一版编
译器下工作。
类
使用 dlopen API 的另一个问题是,它只支持加载函数。但在 C++中,您可能要用到库中的一
个类,而这需要创建该类的一个实例,这不容易做到。
解决方案
extern "C"
C++有个特定的关键字用来声明采用 C binding 的函数:extern "C" 。用extern "C"声明
的函数将使用函数名作符号名,就像 C 函数一样。因此,只有非成员函数才能被声明为 extern
"C",并且不能被重载。尽管限制多多,extern "C"函数还是非常有用,因为它们可以象 C 函数一
样被 dlopen 动态加载。冠以 extern "C"限定符后,并不意味着函数中无法使用 C++代码了,相
反,它仍然是一个完全的 C++函数,可以使用任何 C++特性和各种类型的参数。
加载函数
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