Dynamická sdílená knihovna C++ v systému Linux

myclass.h

#ifndef __MYCLASS_H__
#define __MYCLASS_H__

class MyClass
{
public:
  MyClass();

  /* use virtual otherwise linker will try to perform static linkage */
  virtual void DoSomething();

private:
  int x;
};

#endif

myclass.cc

#include "myclass.h"
#include <iostream>

using namespace std;

extern "C" MyClass* create_object()
{
  return new MyClass;
}

extern "C" void destroy_object( MyClass* object )
{
  delete object;
}

MyClass::MyClass()
{
  x = 20;
}

void MyClass::DoSomething()
{
  cout<<x<<endl;
}

class_user.cc

#include <dlfcn.h>
#include <iostream>
#include "myclass.h"

using namespace std;

int main(int argc, char **argv)
{
  /* on Linux, use "./myclass.so" */
  void* handle = dlopen("myclass.so", RTLD_LAZY);

  MyClass* (*create)();
  void (*destroy)(MyClass*);

  create = (MyClass* (*)())dlsym(handle, "create_object");
  destroy = (void (*)(MyClass*))dlsym(handle, "destroy_object");

  MyClass* myClass = (MyClass*)create();
  myClass->DoSomething();
  destroy( myClass );
}

V systému Mac OS X zkompilujte pomocí:

g++ -dynamiclib -flat_namespace myclass.cc -o myclass.so
g++ class_user.cc -o class_user

V systému Linux zkompilujte pomocí:

g++ -fPIC -shared myclass.cc -o myclass.so
g++ class_user.cc -ldl -o class_user

Pokud by se jednalo o zásuvný systém, použili byste MyClass jako základní třídu a definovali všechny požadované funkce virtuální. Autor pluginu by pak odvodil z MyClass, přepsal virtuály a implementoval create_object a destroy_object . Vaše hlavní aplikace by nemusela být žádným způsobem změněna.

Níže je uveden příklad sdílené knihovny tříd shared.[h,cpp] a modulu main.cpp využívající knihovnu. Je to velmi jednoduchý příklad a makefile by mohl být mnohem lepší. Ale funguje to a může vám pomoci:

shared.h definuje třídu:

class myclass {
   int myx;

  public:

    myclass() { myx=0; }
    void setx(int newx);
    int  getx();
};

shared.cpp definuje funkce getx/setx:

#include "shared.h"

void myclass::setx(int newx) { myx = newx; }
int  myclass::getx() { return myx; }

main.cpp používá třídu,

#include <iostream>
#include "shared.h"

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[])
{
  myclass m;

  cout << m.getx() << endl;
  m.setx(10);
  cout << m.getx() << endl;
}

a makefile, který generuje libshared.so a spojuje main se sdílenou knihovnou:

main: libshared.so main.o
    $(CXX) -o main  main.o -L. -lshared

libshared.so: shared.cpp
    $(CXX) -fPIC -c shared.cpp -o shared.o
    $(CXX) -shared  -Wl,-soname,libshared.so -o libshared.so shared.o

clean:
    $rm *.o *.so

Ke skutečnému spuštění 'main' a propojení s libshared.tak budete pravděpodobně muset zadat cestu k načtení (nebo ji vložit do /usr/local/lib nebo podobně).

Následující určuje aktuální adresář jako cestu pro vyhledávání knihoven a běží main (syntaxe bash):

export LD_LIBRARY_PATH=.
./main

Chcete-li vidět, že je program propojen s libshared.tak můžete zkusit ldd:

LD_LIBRARY_PATH=. ldd main

Tiskne na mém počítači:

  ~/prj/test/shared$ LD_LIBRARY_PATH=. ldd main
    linux-gate.so.1 =>  (0xb7f88000)
    libshared.so => ./libshared.so (0xb7f85000)
    libstdc++.so.6 => /usr/lib/libstdc++.so.6 (0xb7e74000)
    libm.so.6 => /lib/libm.so.6 (0xb7e4e000)
    libgcc_s.so.1 => /usr/lib/libgcc_s.so.1 (0xb7e41000)
    libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0xb7cfa000)
    /lib/ld-linux.so.2 (0xb7f89000)

Kromě předchozích odpovědí bych rád zvýšil povědomí o tom, že byste měli používat idiom RAII (Resource Acquisition Is Initialisation), abyste byli v bezpečí před zničením handleru.

Zde je kompletní pracovní příklad:

Deklarace rozhraní:Interface.hpp :

class Base {
public:
    virtual ~Base() {}
    virtual void foo() const = 0;
};

using Base_creator_t = Base *(*)();

Obsah sdílené knihovny:

#include "Interface.hpp"

class Derived: public Base {
public:
    void foo() const override {}
};

extern "C" {
Base * create() {
    return new Derived;
}
}

Popisovač dynamické sdílené knihovny:Derived_factory.hpp :

#include "Interface.hpp"
#include <dlfcn.h>

class Derived_factory {
public:
    Derived_factory() {
        handler = dlopen("libderived.so", RTLD_NOW);
        if (! handler) {
            throw std::runtime_error(dlerror());
        }
        Reset_dlerror();
        creator = reinterpret_cast<Base_creator_t>(dlsym(handler, "create"));
        Check_dlerror();
    }

    std::unique_ptr<Base> create() const {
        return std::unique_ptr<Base>(creator());
    }

    ~Derived_factory() {
        if (handler) {
            dlclose(handler);
        }
    }

private:
    void * handler = nullptr;
    Base_creator_t creator = nullptr;

    static void Reset_dlerror() {
        dlerror();
    }

    static void Check_dlerror() {
        const char * dlsym_error = dlerror();
        if (dlsym_error) {
            throw std::runtime_error(dlsym_error);
        }
    }
};

Kód klienta:

#include "Derived_factory.hpp"

{
    Derived_factory factory;
    std::unique_ptr<Base> base = factory.create();
    base->foo();
}

Poznámka:

• Pro stručnost jsem vše vložil do hlavičkových souborů. V reálném životě byste samozřejmě měli svůj kód rozdělit mezi .hpp a .cpp soubory.
• Pro zjednodušení jsem ignoroval případ, kdy chcete zpracovat new /delete přetížení.

Dva srozumitelné články k získání dalších podrobností:

• C++ dlopen mini návod
• Dynamické načítání sdílených objektů v C++ za běhu