Qt編寫模塊化插件式應用程序 (下篇)
繼續 Qt編寫模塊化插件式應用程序 (上篇) 的內容繼續介紹,本節介紹的是Qt編寫模塊化插件式應用程序 (下篇),我們先來看內容。
2. 編寫Animal插件——BilDog和BilPanda項目的實現
現在,讓我們來實現兩個小插件。BilDog插件很簡單,只是匯報下“我是Dog,我正在啃骨頭”;BilPanda也是如此——這里僅僅是測試而已,實現的項目中,你可以盡情的發揮——沒錯,是在遵循IAnimal接口的前提下。
創建BilDog項目,把Bil項目輸出的Bil.h、IAnimal.h和Bil.lib加入到工程。
創建Dog類的頭文件Dog.h:
- #ifndef CLASS_DOG_H
- #define CLASS_DOG_H
- #include "IAnimal.h"
- class Dog : public IAnimal
- {
- public:
- Dog(void);
- virtual ~Dog(void);
- public:
- virtual void Eat();
- virtual void Run();
- virtual void Sleep();
- };
- #endif // CLASS_DOG_H
- #ifndef CLASS_DOG_H
- #define CLASS_DOG_H
- #include "IAnimal.h"
- class Dog : public IAnimal
- {
- public:
- Dog(void);
- virtual ~Dog(void);
- public:
- virtual void Eat();
- virtual void Run();
- virtual void Sleep();
- };
- #endif // CLASS_DOG_H
創建Dog類的實現文件Dog.cpp:
- #include <QtGui/QMessageBox>
- #include "Dog.h"
- Dog::Dog(void)
- {
- }
- Dog::~Dog(void)
- {
- }
- void Dog::Eat()
- {
- QMessageBox::information(NULL, "Hello", "Dog eating ...");
- }
- void Dog::Run()
- {
- QMessageBox::information(NULL, "Hello", "Dog running ...");
- }
- void Dog::Sleep()
- {
- QMessageBox::information(NULL, "Hello", "Dog sleeping ...");
- }
- #include <QtGui/QMessageBox>
- #include "Dog.h"
- Dog::Dog(void)
- {
- }
- Dog::~Dog(void)
- {
- }
- void Dog::Eat()
- {
- QMessageBox::information(NULL, "Hello", "Dog eating ...");
- }
- void Dog::Run()
- {
- QMessageBox::information(NULL, "Hello", "Dog running ...");
- }
- void Dog::Sleep()
- {
- QMessageBox::information(NULL, "Hello", "Dog sleeping ...");
- }
調用QT的QMessageBox::information()函數彈出一個信息提示框。
還有一個非常重要的工作,我們得提供一個能夠創建(釋放)Animal具體對象(這里是Dog)的接口,并且把這些函數導出,讓主程序(Test.exe)能夠解析這個接口函數,動態創建Animal對象,并訪問其功能。
新建BilDog.h文件,輸入下面的代碼:
- #ifndef BILDOG_H
- #define BILDOG_H
- #include "Dog.h"
- // extern "C" 生成的導出符號沒有任何修飾,方便主程序找到它
- extern "C"
- {
- Q_DECL_EXPORT IAnimal * CreateAnimal();
- Q_DECL_EXPORT void ReleaseAnimal(IAnimal * animal);
- }
- #endif // BILDOG_H
- #ifndef BILDOG_H
- #define BILDOG_H
- #include "Dog.h"
- // extern "C" 生成的導出符號沒有任何修飾,方便主程序找到它
- extern "C"
- {
- Q_DECL_EXPORT IAnimal * CreateAnimal();
- Q_DECL_EXPORT void ReleaseAnimal(IAnimal * animal);
- }
- #endif // BILDOG_H
這兩個函數的工作很簡單,直接創建和釋放對象即可。
下面是BilDog.cpp的代碼:
- #include "bildog.h"
- IAnimal * CreateAnimal()
- {
- return new Dog();
- }
- void ReleaseAnimal(IAnimal * animal)
- {
- delete animal;
- }
- #include "bildog.h"
- IAnimal * CreateAnimal()
- {
- return new Dog();
- }
- void ReleaseAnimal(IAnimal * animal)
- {
- delete animal;
- }
至此,一個Animal插件總算完成了。編譯,生成BilDog項目,輸出BilDog.dll插件文件,以供主程序Test.exe動態調用。
BilPanda項目和BilDog項目類似,在這里就不把代碼貼出來了。以后開發Animal插件(即使是第三方)的過程都是如此。
我們不打算輸出該項目的.lib文件和那些頭文件,因為我們打算讓主程序在運行時刻根據需要裝載dll插件和調用插件的功能,而不是讓主程序項目在編譯時就指定具體的插件。
3. 編寫客戶程序——Test項目的實現
Test項目是一個測試程序項目,但它的角色是主程序,是能使用Animal插件的客戶程序。
同樣,這個項目用到了Bil共享庫,所以得先把Bil項目的幾個輸出文件導入到Test項目。
我們假設Test主程序是一個對話框,上面有一個編輯框和一個“加載并調用”按鈕,終端用戶在編輯框中輸入Animal插件的文件名(比如BilDog,后綴名可省略,Qt會根據平臺判斷該查找.dll還是.so),點擊“加載并調用”進行共享庫的加載,并調用動態創建的IAnimal對象的Eat()函數(當然你可以調用Run()函數或Sleep(),這里僅僅是一個示例)。
下面的函數將被“加載并調用”按鈕的觸發事件調用:
- // ...
- #include <QString>
- #include <QLibrary>
- #include <IAnimal.h>
- // ...
- // strPluginName為插件的名稱,可省略后綴
- void MainDlg::LoadAndAction(QString strPluginName)
- {
- // 加載插件dll
- QLibrary lib(strPluginName);
- if (lib.load())
- {
- // 定義插件中的兩個導出函數的原型
- typedef IAnimal* (*CreateAnimalFunction)();
- typedef void (*ReleaseAnimalFunction)(IAnimal* animal);
- // 解析導出函數
- CreateAnimalFunction createAnimal =
- (CreateAnimalFunction) lib.resolve("CreateAnimal");
- ReleaseAnimalFunction releaseAnimal =
- (ReleaseAnimalFunction) lib.resolve("ReleaseAnimal");
- if (createAnimal && releaseAnimal)
- {
- // 創建Animal對象
- IAnimal * animal = createAnimal();
- if (animal)
- {
- // 使用插件功能
- animal->Eat();
- animal->Sleep();
- // 插件使用完畢,刪除對象
- releaseAnimal(animal);
- }
- }
- // 卸載插件
- lib.unload();
- }
- }
- // ...
- #include <QString>
- #include <QLibrary>
- #include <IAnimal.h>
- // ...
- // strPluginName為插件的名稱,可省略后綴
- void MainDlg::LoadAndAction(QString strPluginName)
- {
- // 加載插件dll
- QLibrary lib(strPluginName);
- if (lib.load())
- {
- // 定義插件中的兩個導出函數的原型
- typedef IAnimal* (*CreateAnimalFunction)();
- typedef void (*ReleaseAnimalFunction)(IAnimal* animal);
- // 解析導出函數
- CreateAnimalFunction createAnimal =
- (CreateAnimalFunction) lib.resolve("CreateAnimal");
- ReleaseAnimalFunction releaseAnimal =
- (ReleaseAnimalFunction) lib.resolve("ReleaseAnimal");
- if (createAnimal && releaseAnimal)
- {
- // 創建Animal對象
- IAnimal * animal = createAnimal();
- if (animal)
- {
- // 使用插件功能
- animal->Eat();
- animal->Sleep();
- // 插件使用完畢,刪除對象
- releaseAnimal(animal);
- }
- }
- // 卸載插件
- lib.unload();
- }
- }
生成Test項目,輸出Test.exe。我們把Test.exe、Bil.dll、BilDog.dll、BilPanda.dll放在同一目錄,雙擊運行Test.exe,趕快試下效果吧!注意BilDog.dll或BilPanda.dll依賴于基礎接口庫Bil.dll,如果系統找不到Bil.dll,將不能加載BilDog.dll或BilPanda.dll,所以請把它們放在同一目錄。
四、一些遺憾
DLL的愿望是美好的,只要接口一致,用戶可以任意更換模塊。但如果不注意細節,很容易陷入它的泥潭中,這就是傳說中的DLL Hell(DLL地獄)!
引起DLL地獄問題的主要原因有以下幾點:
1. 版本控制不好(主要是接口的版本)
DLL是共享的,如果某程序更新了一個共享的DLL,其它同樣依賴于該DLL的程序就可能不能正常工作了!
2. 二制兼容問題(ABI)
即使同一平臺,不同編譯器(甚至同一編譯器的不同版本)編出來的共享庫和程序也可能不能協同工作。
二制兼容問題對于C++來說尤其嚴重。C++的標準是源代碼級別的,標準中并沒有對如何實現C++作出統一的規定,所以不同的編譯器,對標準C++采用不同的實現方式。這些差異主要有:對象在內存中的分配(C++)、構造和析構函數的實現(C++)、重載和模板的實現(C++)、虛函數表結構(C++)、多重繼承和虛基類的實現(C++)、函數調用約定(C)、符號修飾(C/C++)等。此外,不同的運行時庫(CRT、STL等標準庫)也會引起ABI兼容問題。可以說,如果你在編寫基于類的共享庫,如果接口(指導出類)稍有改變,新的DLL與原程序就可能不協同工作了。
關于二進制兼容問題,大家可以參考KDE官網上的一篇文章《Policies/Binary Compatibility Issues With C++ 》
不過這些都不是大問題,畢竟我們不是編寫像Qt一樣的通用庫。我們引入DLL劃分應用程序的模塊,目的是減小系統開發和后期升級維護的難度,同時方便項目的管理。如果用戶想自己編寫插件模塊,就得使用我們指定的編譯平臺和類接口。所以我們仍能從DLL技術中得到很大的實惠。
小結:關于Qt編寫模塊化插件式應用程序 (下篇)的內容介紹完了,希望本文對你有所幫助!