13.1. Назначение

Динамически подключаемые библиотеки (далее DLL - Dynamic Link Library) представляют собой универсальный механизм интегрирования в вашу программу процедур и функций, написанных другими программистами и, в общем случае, на других, чем Object Pascal, языках программирования.

DLL реализуются в виде исполняемых модулей, содержащих готовые к работе процедуры, функции и/или ресурсы. С точки зрения программиста, есть много общего между DLL и обычными для Object Pascal модулями, т. к. в конечном счете и библиотеки, и модули поставляют подпрограммы, избавляющие программиста от написания собственного кода. Но есть и принципиальные отличия. Главным из них является то, что DLL не в состоянии поставлять в программу переменные, константы и типы, ведь создатели DLL могут использовать не типизированные языки программирования, например, язык ассемблера. В результате DLL не могут экспортировать в программу столь необходимые сегодня программисту классы - для этого используются пакеты.

Другим важным отличием является способ связывания экспортируемых подпрограмм с основной программой. Модули связываются с программой на этапе компоновки, т. е. статически. Если загружены две программы, использующие одни и те же модули, в памяти будут два экземпляра одинаковых фрагментов кода. В отличие от этого DLL подключаются к программе в момент ее исполнения, т. е. динамически. Если опять же две программы используют одну и ту же DLL, в памяти будет лишь один экземпляр разделяемого программами кода. Следует уточнить, что речь идет о физической памяти компьютера. Поскольку каждая программа получает в свое распоряжение виртуальное адресное пространство (подробнее о процессах и памяти говорится в гл. 14), в эти пространства будут отображаться столько образов DLL, сколько программ ее используют (см. в лекции 11 раздел “Отображение файлов в память”).

Динамическое подключение DLL дает им еще одно немаловажное преимущество над модулями: изменение любой DLL в большинстве случаев не требует перекомпиляции использующей ее программы.

13.2. Реализация

Для создания DLL в Object Pascal введено зарезервированное слово Library, которым должен начинаться текст библиотеки. За словом Library следует правильный идентификатор, но в отличие от объявления модуля он не обязан совпадать с именем файла: имя DLL определяется именем DLL-файла, а не идентификатором, следующим за Library.

Структура текста DLL повторяет структуру обычной программы с тем исключением, что раздел исполняемых операторов в DLL играет ту же роль, что и инициирующая часть модуля: операторы этой части исполняются только один раз в момент загрузки библиотеки в память. Каждое очередное обращение с требованием загрузить библиотеку наращивает на единицу ее счетчик ссылок, но не приводит к выполнению операторов исполняемой части.

В разделе описаний DLL могут объявляться типы (в том числе и классы), константы и переменные, но они остаются скрытыми от вызывающей программы и могут использоваться только внутри DLL. В разделе описаний помимо стандартных для обычной программы объявлений используется специальный раздел объявления экспортируемых подпрограмм. Этот раздел начинается зарезервированным словом Exports, за которым через запятую перечисляются имена экспортируемых подпрограмм, например:

Library MyLibrary;

Function MyFunc (...):...;

begin

end;

Procedure MyProc;

begin

end;

Exports

MyFunc, MyProc;

begin

end.

Раздел Exports помогает компилятору и компоновщику создать специальный заголовок DLL-модуля, в котором перечисляются имена подпрограмм и адреса их точек входа. В DLL может быть несколько списков Exports, но перечисляемые в них подпрограммы должны быть описаны где-то выше по тексту библиотеки.

Помимо имени подпрограммы в заголовок DLL помещается также ее порядковый номер, точнее, присвоенный ей целочисленный индекс. Это позволяет вызывающей программе ссылаться не на имя, а на индекс подпрограммы и тем самым уменьшить затраты времени на установление с ней связи. Индекс присваивается подпрограмме по порядку ее появления в списках Exports: первая подпрограмма в первом списке получает индекс 0, следующая - 1 и т. д. Программист может изменить умалчиваемую индексацию и явно указать индекс подпрограммы, добавив за ее именем в списке Exports слово index и целое число без знака в диапазоне от 0 до 32767:

Expots

MyFunc index 1, MyProc index 2;

Программист может определить внешнее имя экспортируемой подпрограммы отличным от ее настоящего имени. Для этого в списке Exports добавляется слово name и внешнее имя в апострофах:

Exports

MyFunc index I name 'NEWFUNC';

Вызывающая программа может ссылаться или на имя экспортируемой подпрограммы, или на ее индекс. При вызове по имени программа просматривает имена в таблице имен в поисках нужного. Так как имена могут состоять из длинных наборов символов и самих имен в таблице может быть много, процесс поиска имени медленнее, чем процесс поиска индекса. Поэтому опытные программисты предпочитают ссылаться не на имя, а на индекс подпрограммы.

Замечу, что в отличие от модулей Delphi не компилирует DLL автоматически в режимах make или build, т. к. справедливо рассматривает ее как другую программу, никак не связанную в момент компиляции с основной программой.