Qt编写模块化插件式应用程序 （下篇）

李程站

继续 Qt编写模块化插件式应用程序 （上篇） 的内容继续介绍，本节介绍的是Qt编写模块化插件式应用程序 （下篇），我们先来看内容。
2. 编写Animal插件——BilDog和BilPanda项目的实现
现在，让我们来实现两个小插件。BilDog插件很简单，只是汇报下“我是Dog，我正在啃骨头”；BilPanda也是如此——这里仅仅是测试而已，实现的项目中，你可以尽情的发挥——没错，是在遵循IAnimal接口的前提下。
创建BilDog项目，把Bil项目输出的Bil.h、IAnimal.h和Bil.lib加入到工程。
创建Dog类的头文件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
  

创建Dog类的实现文件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 ...");  
  
• }
  

调用QT的QMessageBox::information()函数弹出一个信息提示框。
还有一个非常重要的工作，我们得提供一个能够创建（释放）Animal具体对象（这里是Dog）的接口，并且把这些函数导出，让主程序（Test.exe）能够解析这个接口函数，动态创建Animal对象，并访问其功能。
新建BilDog.h文件，输入下面的代码：

• #ifndef BILDOG_H     
  
• #define BILDOG_H     
  
• #include "Dog.h"     
  
•    
  
• // extern "C" 生成的导出符号没有任何修饰，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" 生成的导出符号没有任何修饰，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
  

这两个函数的工作很简单，直接创建和释放对象即可。
下面是BilDog.cpp的代码：

• #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，一个Animal插件总算完成了。编译，生成BilDog项目，输出BilDog.dll插件文件，以供主程序Test.exe动态调用。
BilPanda项目和BilDog项目类似，在这里就不把代码贴出来了。以后开发Animal插件（即使是第三方）的过程都是如此。
我们不打算输出该项目的.lib文件和那些头文件，因为我们打算让主程序在运行时刻根据需要装载dll插件和调用插件的功能，而不是让主程序项目在编译时就指定具体的插件。
3. 编写客户程序——Test项目的实现
Test项目是一个测试程序项目，但它的角色是主程序，是能使用Animal插件的客户程序。
同样，这个项目用到了Bil共享库，所以得先把Bil项目的几个输出文件导入到Test项目。
我们假设Test主程序是一个对话框，上面有一个编辑框和一个“加载并调用”按钮，终端用户在编辑框中输入Animal插件的文件名（比如BilDog，后缀名可省略，Qt会根据平台判断该查找.dll还是.so），点击“加载并调用”进行共享库的加载，并调用动态创建的IAnimal对象的Eat()函数（当然你可以调用Run()函数或Sleep()，这里仅仅是一个示例）。
下面的函数将被“加载并调用”按钮的触发事件调用：

• // ...     
  
• #include <QString>     
  
• #include <QLibrary>     
  
• #include <IAnimal.h>     
  
•    
  
• // ...     
  
•    
  
• // strPluginName为插件的名称，可省略后缀     
  
• void MainDlg::LoadAndAction(QString strPluginName)     
  
• {     
  
•     // 加载插件dll     
  
•     QLibrary lib(strPluginName);     
  
•     if (lib.load())     
  
•     {     
  
•         // 定义插件中的两个导出函数的原型     
  
•         typedef IAnimal* (*CreateAnimalFunction)();     
  
•         typedef void (*ReleaseAnimalFunction)(IAnimal* animal);     
  
•    
  
•         // 解析导出函数     
  
•         CreateAnimalFunction createAnimal =      
  
•                 (CreateAnimalFunction) lib.resolve("CreateAnimal");     
  
•         ReleaseAnimalFunction releaseAnimal =      
  
•                 (ReleaseAnimalFunction) lib.resolve("ReleaseAnimal");     
  
•    
  
•         if (createAnimal && releaseAnimal)     
  
•         {     
  
•             // 创建Animal对象     
  
•             IAnimal * animal = createAnimal();     
  
•             if (animal)     
  
•             {     
  
•                 // 使用插件功能     
  
•                 animal->Eat();     
  
•                 animal->Sleep();     
  
•                 // 插件使用完毕，删除对象     
  
•                 releaseAnimal(animal);     
  
•             }     
  
•         }     
  
•         // 卸载插件     
  
•         lib.unload();     
  
•     }     
  
• }   
  
• // ...  
  
• #include <QString>
  
• #include <QLibrary>
  
• #include <IAnimal.h>
  
• 
  
• // ...  
  
• 
  
• // strPluginName为插件的名称，可省略后缀  
  
• void MainDlg::LoadAndAction(QString strPluginName)  
  
• {  
  
• // 加载插件dll  
  
• QLibrary lib(strPluginName);  
  
• if (lib.load())  
  
• {  
  
•   // 定义插件中的两个导出函数的原型  
  
•   typedef IAnimal* (*CreateAnimalFunction)();  
  
•   typedef void (*ReleaseAnimalFunction)(IAnimal* animal);  
  
• 
  
•   // 解析导出函数  
  
•   CreateAnimalFunction createAnimal =   
  
•     (CreateAnimalFunction) lib.resolve("CreateAnimal");  
  
•   ReleaseAnimalFunction releaseAnimal =   
  
•     (ReleaseAnimalFunction) lib.resolve("ReleaseAnimal");  
  
• 
  
•   if (createAnimal && releaseAnimal)  
  
•   {  
  
•    // 创建Animal对象  
  
•    IAnimal * animal = createAnimal();  
  
•    if (animal)  
  
•    {  
  
•     // 使用插件功能  
  
•     animal->Eat();  
  
•     animal->Sleep();  
  
•     // 插件使用完毕，删除对象  
  
•     releaseAnimal(animal);  
  
•    }  
  
•   }  
  
•   // 卸载插件  
  
•   lib.unload();  
  
• }  
  
• }
  

生成Test项目，输出Test.exe。我们把Test.exe、Bil.dll、BilDog.dll、BilPanda.dll放在同一目录，双击运行Test.exe，赶快试下效果吧！注意BilDog.dll或BilPanda.dll依赖于基础接口库Bil.dll，如果系统找不到Bil.dll，将不能加载BilDog.dll或BilPanda.dll，所以请把它们放在同一目录。
四、一些遗憾
DLL的愿望是美好的，只要接口一致，用户可以任意更换模块。但如果不注意细节，很容易陷入它的泥潭中，这就是传说中的DLL Hell（DLL地狱）！
引起DLL地狱问题的主要原因有以下几点：
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个共享的DLL，其它同样依赖于该DLL的程序就可能不能正常工作了！
2. 二制兼容问题（ABI）
即使同一平台，不同编译器（甚至同一编译器的不同版本）编出来的共享库和程序也可能不能协同工作。
二制兼容问题对于C++来说尤其严重。C++的标准是源代码级别的，标准中并没有对如何实现C++作出统一的规定，所以不同的编译器，对标准C++采用不同的实现方式。这些差异主要有：对象在内存中的分配（C++）、构造和析构函数的实现（C++）、重载和模板的实现（C++）、虚函数表结构（C++）、多重继承和虚基类的实现（C++）、函数调用约定（C）、符号修饰（C/C++）等。此外，不同的运行时库（CRT、STL等标准库）也会引起ABI兼容问题。可以说，如果你在编写基于类的共享库，如果接口（指导出类）稍有改变，新的DLL与原程序就可能不协同工作了。
关于二进制兼容问题，大家可以参考KDE官网上的一篇文章《Policies/Binary Compatibility Issues With C++ 》
不过这些都不是大问题，毕竟我们不是编写像Qt一样的通用库。我们引入DLL划分应用程序的模块，目的是减小系统开发和后期升级维护的难度，同时方便项目的管理。如果用户想自己编写插件模块，就得使用我们指定的编译平台和类接口。所以我们仍能从DLL技术中得到很大的实惠。
小结：关于Qt编写模块化插件式应用程序 （下篇）的内容介绍完了，希望本文对你有所帮助！
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