c++ - 具有不同 C/C++ 运行时库的 exe 和 dll 之间的接口(interface)

Question

给定:可执行文件使用 dll。他们有不同的 c/c++ 运行时。它们之间的接口(interface)存在哪些限制？此外，它们使用相同的编译器、相同的 Boost 版本(但预编译的 boost 库不同)。

我知道不同的运行时可以有不同的堆。因此，delete 必须对应同一个堆中的 new。

最重要的是我们不能通过接口(interface)传递 STL 对象，因为当我们构建 exe 时，STL 对象与一个运行时链接并且在构建 dll 时，相同的对象(如果我们通过引用传递它或通过接口(interface)复制)将与另一个运行时链接。另一个运行时可以具有该对象的不同实现。

让我们考虑案例:

1. 我认为以下是安全的。具有参数的 Dll 导出函数:对包含私有(private) STL 类作为成员的导出用户定义类的引用。Dll为此对象分配内存。 exe要删除该对象时调用该对象的Release方法。

2. 我认为以下内容不安全。用户定义的类在 exe 中实例化并通过 exe/dll 接口(interface)传递。此类包含私有(private) STL 类作为成员。 exe 和 dll 共享这个用户类的头文件/实现文件。当此类在单独的项目中构建时，将使用不同的 STL 实现。例如不同的实现的 string::size()(来自不同运行时)将应用于内存中的同一对象。

3. 我认为以下是安全的。用户定义的类在 exe 中实例化并通过 exe/dll 接口(interface)传递。此类不依赖于标准库，它仅使用原始 C++ 类型。 exe 和 dll 共享这个用户类的头文件/实现文件。还要控制new和delete对应同一个堆。例如，我们可以重载 new/delete，以便它们使用::GetProcessHeap。

4. 我认为以下内容不安全:通过 exe/dll 接口(interface)传递 boost 对象，因为它们可能依赖于标准库类。另外delete可能不对应new的heap。

5. 我认为以下是不安全的:即使我们通过 exe/dll 接口(interface)传递 boost 对象，并且它们不依赖于标准库类，但不是仅作为 header 实现 - 也可以使用一个创建对象boost lib(对于一个运行时)并与另一个 boost lib(对于另一个运行时)一起使用。另外delete可能不对应new的heap。

此外，我还想使用某种智能指针来将对对象(在第 3 项中提到的)的引用从 exe 传递到 dll 以及从 dll 传递到 exe。我认为这个智能指针还应该重载 new/delete 以从默认进程堆分配引用计数器。当它将尝试删除指向的对象时，它将调用被该对象重载的 delete(如在 item3 中)

对于项目 1 中的对象，我想使用自定义智能指针，它将调用指向对象的释放方法(作为自定义版本的 boost::shared_ptr)

哪些问题没有提到？请纠正我。

Answer 1

您问题的一般答案是:如果实际执行的操作不依赖于运行时，那么对从 EXE/DLL 接收到的对象执行某些操作是安全的。例如。 vtable 调用、函数指针调用、来自 DLL 的显式函数调用。

依赖于运行时的事物(来自头文件的内联方法、任何对 STL 对象布局做出任何假设等)都是不安全的。

回到你的例子:

1. 如果您调用 Release() 方法，您应该小心并确保您将从 DLL 中调用 Release() 的实现，而不是另一个由编译器创建 EXE 文件的实现。确保它的最简单方法是将 Release() 设为虚拟，以便调用始终是使用来自 vtable(由 DLL 提供)的方法指针的调用。

2. 是的，来自 STL 的内联方法，如 string::size() 会在此处引起问题。

3. 是的。如果 new/delete 都被重载以使用 GetProcessHeap()，代码将起作用。
4. 总的来说，是的。特别是，查看您需要的 boost 类的实现。
5. 如果它们不依赖于 STL，并且您确定两个编译器的内存占用量相同，并且您提供了自定义的 new/delete()，那么这通常不会成为问题(请参阅下面的备注)。

备注:

有一些低概率的事情可能会导致上面没有提到的问题:

1. 如果您使用不同的编译器，它们可能默认使用不同的调用约定 (cdecl/stdcall)。
2. 默认对齐选项也可能不同，从而导致不同的内存布局。
3. 如果您从 DLL 中抛出异常，具有不同运行时的 exe 可能不会捕获它们，而是崩溃。
4. 用 DLL 导入/导出属性标记方法并确保它们不是内联的可能会很麻烦。此外，如果您使用不同的编译器，C++ 名称修改算法可能会有所不同。

总结一下，建议看看Microsoft COM是如何实现的，设计一些类似的东西。 IE。将 EXE/DLL 交互限制为:

1. 接口(interface)。 IE。仅具有纯虚方法的 C++ 类。使用虚拟 Release() 删除对象。

2. 简单明确的结构。确保所有编译器的对齐选项都匹配。如果您想使用非平凡的结构并且您正在使用不同的编译器，最好保持偏执并进行如下检查:

   struct MyStruct
   {
       ...
   };
   C_ASSERT(sizeof(MyStruct) == ...);
   C_ASSERT(FIELD_OFFSET(MyStruct, MyMember) = ... );
   

3. 类 C 函数传递和/或返回指向接口(interface)的指针。

4. 不要从 EXE 调用的方法中抛出异常