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C++动态调用插件教程

2023-07-01 04:12:03 深夜i -- --

- C++ - 动态调用 - 插件 - 教程 - 可扩展性

C++是一种高级编程语言，由于其快速和高效的性能，它在软件开发中被广泛使用。在一些特定的场合，我们需要在程序运行时调用一些外部功能，这时候可以使用插件来实现。在C++中，动态调用插件是一项非常基础且有用的技能，下面让我们一起来学习它的实现方法。

一、加载动态库和获取其函数指针

在C++中，动态库可以通过dlopen函数来加载。通过该函数我们可以获取动态库的句柄，之后可以使用dlsym函数来获取动态库中的函数指针。下面是一个简单的示例代码：


#include <dlfcn.h>
int main(){
  void* handle = dlopen("./libname.so", RTLD_LAZY);
  if(!handle){
    printf("Load dynamic library failed: %s\n", dlerror());
    return -1;
  }
  typedef int (*fun)(int);
  fun myfun = (fun)dlsym(handle, "func_name");
  if(!myfun){
    printf("Load symbol failed: %s\n", dlerror());
    dlclose(handle);
    return -1;
  }
  int result = myfun(1);
  dlclose(handle);
  return 0;
}

上述代码中，我们首先使用dlopen函数加载了一个名为libname.so的动态库，并获取到其句柄。接着我们使用dlsym函数获取动态库中名称为func_name的函数指针，并将其转换为int (*fun)(int)类型。最后，我们调用该函数，并传递一个参数1给它，返回的结果存储在result中。

二、动态库编写和编译

为了能够实现插件化，我们需要编写一个动态库，并将其与我们的程序一起编译。下面是一个简单的动态库代码示例：


// plugin.cpp
#include <cstdio>
extern "C" {
  int func_name(int param){
    printf("Parameter: %d\n", param);
    return param * 2;
  }
}

上述代码中，我们定义了一个名称为func_name的函数，接受一个int类型的参数param并返回其两倍的结果。同时，我们使用了extern "C"语法，以便于C++程序正确解析该动态库。

编译动态库的命令为：

$ g++ -shared -fPIC plugin.cpp -o libname.so

上述命令中，我们使用了-shared参数告诉编译器编译为动态库，使用-fPIC参数生成位置无关码，以便动态链接时正确解析函数引用。

三、使用动态库实现插件的加载和卸载

有了上述的基础，我们现在可以使用动态库实现插件的加载和卸载了。下面是一个简单的示例代码：


#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <dlfcn.h>
class PluginManager {
public:
  PluginManager(std::string path = "./plugins")
    _path = path;
  
  ~PluginManager(){
    for(auto& it : _handles){
      dlclose(it);
    }
  }
  void LoadPlugins(){
    DIR* dir = opendir(_path.c_str());
    if(!dir){
      printf("Failed to open plugins directory: %s\n", _path.c_str());
      return;
    }
    struct dirent* entry;
    while((entry = readdir(dir)) != NULL){
      if(entry->d_type == DT_DIR)
        continue;
      
      std::string file_name = entry->d_name;
      size_t pos = file_name.find(".so");
      if(pos != std::string::npos && pos == file_name.size() - 3){
        std::string full_path = _path + "/" + file_name;
        void* handle = dlopen(full_path.c_str(), RTLD_LAZY);
        if(!handle){
          printf("Load dynamic library failed: %s\n", dlerror());
          return;
        }
        _handles.push_back(handle);
      }
    }
    closedir(dir);
  }
  void CallPluginFunction(std::string fun_name, int param){
    for(auto& it : _handles){
      typedef int (*fun)(int);
      fun myfun = (fun)dlsym(it, fun_name.c_str());
      if(!myfun){
        printf("Load symbol failed: %s\n", dlerror());
        return;
      }
      int result = myfun(param);
    }
  }
private:
  std::string _path;
  std::vector<void*> _handles;
};
int main(){
  PluginManager pm("./plugins");
  pm.LoadPlugins();
  pm.CallPluginFunction("func_name", 1);
  return 0;
}

在上述代码中，我们定义了一个PluginManager类，可以通过指定路径来加载所有的动态库。同时，我们提供了一个CallPluginFunction函数，可以调用指定名称的函数，并传入一个参数。最后，我们在main函数中创建了一个PluginManager对象，加载了所有的动态库并调用了名称为func_name的函数。

总结

动态调用插件是C++中非常基础且有用的技能，可以在一些特定的场合提高程序的扩展性和灵活性。在本文中，我们介绍了如何使用动态库实现插件的加载和卸载。我们编写了一个简单的插件示例代码，并展示了如何将其编译为动态库。最后，我们通过编写一个PluginManager类，实现了动态加载所有插件和动态调用指定名称的函数。

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