32 Урока Borland Delphi

         

использующие объекты VCL для работы


    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



    2.   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.
     
     
  1. Создание DLL в Delphi (экспорт)
  2. 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)

          2.  

          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
           
           
        1. DLL, использующие объекты VCL для работы с данными

        2.  
          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
        4. 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);
           
           
           
           

          Содержание раздела