C++标准库头文件 dlfcn.h 举例说明

C++标准库头文件 dlfcn.h 举例说明

1. <dlfcn.h>

<dlfcn.h>是 C 标准库中用于 动态加载共享库（Dynamic Loading） 的头文件，主要用于在运行时加载共享库（如 .so 文件或 .dll 文件），获取符号地址并调用其中的函数。以下是其核心函数和代码示例：

1. 核心函数

函数	说明
dlopen	打开共享库文件，返回句柄
dlsym	从共享库中获取符号（函数/变量）地址
dlclose	关闭共享库
dlerror	获取最近一次 dl 函数的错误信息

2. 代码示例
（1）动态加载共享库并调用函数
假设有一个共享库 libmath.so（Linux）或 math.dll（Windows），其中包含一个函数 int add(int a, int b)。

math.c（编译为共享库）

// 编译命令（Linux）: gcc -shared -fPIC -o libmath.so math.c
// Windows（MinGW）: gcc -shared -o math.dll math.c

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

main.c（动态加载 libmath.so 并调用 add 函数）

#include <stdio.h>
#include <dlfcn.h>  // Linux/macOS
// Windows 需用 `LoadLibrary`/`GetProcAddress`（见后文对比）

int main() {
    void *handle;           // 共享库句柄
    int (*add_func)(int, int);  // 函数指针

    // 1. 加载共享库
    handle = dlopen("./libmath.so", RTLD_LAZY);
    if (!handle) {
        fprintf(stderr, "Error: %s\n", dlerror());
        return 1;
    }

    // 2. 获取函数地址
    add_func = (int (*)(int, int)) dlsym(handle, "add");
    if (!add_func) {
        fprintf(stderr, "Error: %s\n", dlerror());
        dlclose(handle);
        return 1;
    }

    // 3. 调用动态加载的函数
    int result = add_func(3, 4);
    printf("3 + 4 = %d\n", result);

    // 4. 关闭共享库
    dlclose(handle);
    return 0;
}

编译并运行（Linux/macOS）：

gcc -o main main.c -ldl  # 链接 libdl 库
./main

==============================================
3 + 4 = 7

（2）Windows 下的动态加载（对比）
Windows 使用 <windows.h> 中的 LoadLibrary/GetProcAddress，而非 <dlfcn.h>：

#include <stdio.h>
#include <windows.h>

int main() {
    HINSTANCE handle = LoadLibrary("math.dll");
    if (!handle) {
        fprintf(stderr, "Failed to load DLL\n");
        return 1;
    }

    // 获取函数地址
    int (*add_func)(int, int) = (int (*)(int, int)) GetProcAddress(handle, "add");
    if (!add_func) {
        fprintf(stderr, "Failed to find function\n");
        FreeLibrary(handle);
        return 1;
    }

    int result = add_func(3, 4);
    printf("3 + 4 = %d\n", result);

    FreeLibrary(handle);
    return 0;
}

3. 关键点
（1）dlopen 模式

模式	说明
RTLD_LAZY	懒加载（首次调用时解析符号）
RTLD_NOW	立即加载（返回前解析所有符号）
RTLD_GLOBAL	符号可被后续加载的库使用
RTLD_LOCAL	符号仅当前库可见（默认）

（2）dlsym 查找符号

• 可以查找 函数 或 全局变量 的地址。
• 返回 void*，需强制转换为正确的函数指针类型。

（3）错误处理

• dlerror() 返回最近一次 dl* 函数的错误信息（字符串）。
• 如果 dlopen/dlsym 失败，应检查 dlerror()。

4. 典型应用场景
插件系统

• 程序运行时加载插件（如浏览器插件、游戏模组）。

模块化设计

• 动态加载可选功能模块（如数据库驱动）。

热更新

• 不重启程序，替换共享库以实现更新。

5. 注意事项

• 跨平台兼容性
  Linux/macOS 用 <dlfcn.h>，Windows 用 LoadLibrary/GetProcAddress。

• 名称修饰（C++）
  C++ 函数名会编译成修饰名（如 _Z3addii），需用 extern "C" 避免：

extern "C" {
    int add(int a, int b) { return a + b; }
}

• 内存泄漏
  确保 dlclose 关闭不再使用的库。

6. 总结
<dlfcn.h> 提供了 运行时动态加载共享库 的能力，适用于：

• 插件化架构
• 延迟加载
• 跨平台模块管理