DLL中传递STL参数（如Vector或者list等）会遇到的问题[转载]

最近的一个项目中遇到了调用别人的sdk接口（dll库）而传给我的是一个vector指针，用完之后还要我来删除的情况。这个过程中首先就是在我的exe中将其vector指针转为相应指针再获取vector中相应的数据问题，始终都获得不了正确的数据，要么就是一些非法的数据；另一个问题就是delete这个指针时候会产生相应异常（针对这个问题的思考：如果EXE和DLL都链接到DLL的C/C++运行期库,那么代码将能够很好地运行.但是,如果两个模块中的一个或者两个链接到静态C/C++运行期库,那delete的操作就会失败.）。这叫一个折腾的纠结啊。搜罗了一些网络资料以备以后的参考学习：

（1）对于STL，在DLL中使用的时候，往往存在这些问题，在网络上搜集了下，这些都是要平时使用STL的时候注意的。

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引用http://www.hellocpp.net/Articles/Article/714.aspx

 

template  是个好东西啊 . 经典的 stl . 强悍的boost. 还有我自己写的那个 ------- 该死的 ------- 资源管理器.dynamic link也是个好东西啊. 在windows下叫dll, 在unix下叫so (share object) . 它能省下很多重新发布软件带来的麻烦.但是当template  遭遇到dynamic link 时候, 很多时候却是一场恶梦.现在来说说一部分我已经碰到过的问题. 问题主要集中在内存分配上.

1>       拿STL来说, 自己写模板的时候,很难免就用到stl. stl的代码都在头文件里.  那么表示着内存分配的代码.只有包含了它的cpp 编译的时候才会被决定是使用什么样的内存分配代码. 考虑一下: 当你声明了一个vector<> . 并把这个vector<>交给一个 dll里的代码来用. 用完后, 在你的程序里被释放了.    那么如果你 在dll里往vector里insert了一些东西. 那么这个时候insert 发生的内存分配的代码是属于dll的. 你不知道这个dll的内存分配是什么. 是分配在哪里的.  而这个时候.释放那促的动作却不在dll里.....同时. 你甚至无法保证编译dll的那个家伙使用的stl版本和你是完全一样的..>      如此说来, 程序crash掉是天经地义的....        对策: 千万别别把你的stl 容器,模板容器在 dll 间传来传去 .  记住string也是....

2>       你在dll的某个类里声明了一个vector之类的容器.  而没有显式的写这个类的构造和析构函数. 那么问题又来了.     你这个类肯定有操作这vector的函数. 那么这些函数会让vecoter<>生成代码. 这些代码在这个dll里都是一致的. 但是别忘了.你没有写析构函数...... 如果这个时候, 别人在外面声明了一个这样的类.然后调用这个类的函数操作了这个vector( 当然使用者并不知道什么时候操作了vector) .  它用完了这个类以后. 类被释放掉了. 编译器很负责的为它生成了一份析构函数的代码...... 听好了.这份代码并不是在 dll里 ... . 事情于是又和1>里的一样了.... crash ......(可能还会伴随着迷茫.....)     对策: 记得dll里每个类,哪怕式构造析构函数式空的. 也要写到cpp里去. 什么都不写也式很糟糕的.....同时,更要把任何和内存操作有关的函数写到 .cpp 里...

3>     以上两个问题似乎都是比较容易的-----只要把代码都写到cpp里去, 不要用stl容器传来传去就可以了.   那么第三个问题就要麻烦的多.   如果你自己写了一个模板, 这个模板用了stl 容器..........   这个时候你该怎么办呢?　显然你无法把和内存分配相关的函数都写到.cpp里去 . template的代码都必须放到header file里.....   对策:  解决这个问题的基本做法是做一个stl 内存分配器 , 强制把这个模板里和内存分配相关的放到一个.cpp里去.这个时候编译这个cpp就会把内存分配代码固定在一个地方: 要么是dll. 要么是exe里... 模板+动态链接库的使用问题还很多. 要千万留心这个陷阱遍地的东西啊

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另外，對於這種問題的解決辦法，下面3种可行办法：

1. 传递vector指针【注意：事实证明，这个也是不行的】

2. 传递const vector

3. 儘量不使用stl作為dll間的傳遞參數，使用指針會更好點

 

究其原因：是因为vector在exe和dll之间传递的时候，由于在dll内可能对vector插入数据，而这段内存是在dll里面分配的，exe无法知道如何释放内存，从而导致问题。而改成const类型后，编译器便知道dll里不会改变vector，从而不会出错。或者可以说这是"cross-DLL problem."（This problem crops up when an object is created using new in one dynamically linked library (DLL) but is deleted in a different DLL）的一种吧。

（2） 从一个可执行程序中输出模板实例，在另一个可执行程序中引入此实例。例如：MyLibrary.DLL将vector <MyClass> 指针回传给MyProgram.EXE中的一个函数，需要在MyLibrary.DLL中输出MyClass类和vector <MyClass> 。在MyProgram.EXE中引入它们后。就可以得到MyLibrary.DLL中静态数据成员的一份Copy了。

这个是解决我这个问题的挺不错的方法，但是并为给予采纳和验证。毕竟为了保险起见最终还是选择了数组传递数据，但是还是要给予的原则是谁创建谁释放。否则还是会出问题我这里即便是调用delete[ ]objArray;这里的delete的并不知道要删除多大的内存，而这个要删除多大的内存信息是在dll中保存着的，那个dll中的delete才知道。DLL中分配的内存DLL要负责释放！（一个模块分配的内存要在同一个模块中释放！）

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微软关于这类问题的解释：

You may experience an access violation when you access an STL object through a pointer or reference in a different DLL or EXE

http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=KB;en-us;q172396

How to export an instantiation of a Standard Template Library (STL) class and a class that contains a data member that is an STL object

http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=KB;en-us;q168958

这个讲解也不错：http://blog.csdn.net/lewutian/article/details/6786193

STL跨平台调用会出现很多异常，你可以试试.

STL使用模板生成，当我们使用模板的时候，每一个EXE，和DLL都在编译器产生了自己的代码，导致模板所使用的静态成员不同步，所以出现数据传递的各种问题，下面是详细解释。

 

原因分析：
一句话-----如果任何STL类使用了静态变量（无论是直接还是间接使用），那么就不要再写出跨执行单元访问它的代码。 除非你能够确定两个动态库使用的都是同样的STL实现，比如都使用VC同一版本的STL，编译选项也一样。强烈建议，不要在动态库接口中传递STL容器！！

STL不一定不能在DLL间传递，但你必须彻底搞懂它的内部实现，并懂得为何会出问题。
微软的解释：
http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb%3ben-us%3b172396
微软给的解决办法：
http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb%3ben-us%3b168958

1、微软的解释：
大部分C++标准库里提供的类直接或间接地使用了静态变量。由于这些类是通过模板扩展而来的，因此每个可执行映像（通常是.dll或.exe文件）就会存在一份只属于自己的、给定类的静态数据成员。当一个需要访问这些静态成员的类方法执行时，它使用的是“这个方法的代码当前所在的那份可执行映像”里的静态成员变量。由于两份可执行映像各自的静态数据成员并未同步，这个行为就可能导致访问违例，或者数据看起来似乎丢失或被破坏了。

可能不太好懂，我举个例子：假如类A<T>有个静态变量m_s，那么当1.exe使用了2.dll中提供的某个A<int>对象时，由于模板扩展机制，1.exe和2.dll中会分别存在自己的一份类静态变量A<int>.m_s。
这样，假如1.exe中从2.dll中取得了一个的类A<int>的实例对象a，那么当在1.exe中直接访问a.m_s时，其实访问的是 1.exe中的对应拷贝（正确情况应该是访问了2.dll中的a.m_s）。这样就可能导致非法访问、应当改变的数据没有改变、不应改变的数据被错误地更改等异常情形。

原文：
Most classes in the Standard C++ Libraries use static data members directly or indirectly. Since these classes are generated through template instantiation, each executable image (usually with DLL or EXE file name extensions) will contain its own copy of the static data member for a given class. When a method of the class that requires the static data member is executed, it uses the static data member in the executable image in which the method code resides. Since the static data members in the executable images are not in sync, this action could result in an access violation or data may appear to be lost or corrupted.

1、保证资源的分配/删除操作对等并处于同一个执行单元；
   比如，可以把这些操作（包括构造/析构函数、某些容器自动扩容{这个需要特别注意}时的内存再分配等）隐藏到接口函数里面。换句话说：尽量不要直接从dll中输出stl对象；如果一定要输出，给它加上一层包装，然后输出这个包装接口而不是原始接口。

2、保证所有的执行单元使用同样版本的STL运行库。
   比如，全部使用release库或debug库，否则两个执行单元扩展出来的STL类的内存布局就可能会不一样。

只要记住关键就是：如果任何STL类使用了静态变量（无论是直接还是间接使用），那么就不要再写出跨执行单元访问它的代码。

解决方法：
1. 一个可以考虑的方案
比如有两个动态库L1和L2，L2需要修改L1中的一个map，那么我在L1中设置如下接口
int modify_map(int key, int new_value);
如果需要指定“某一个map”，则可以考虑实现一种类似于句柄的方式，比如可以传递一个DWORD
不过这个DWORD放的是一个地址

那么modify_map就可以这样实现：
int modify_map(DWORD map_handle, int key, int new_value)
{
    std::map<int, int>& themap = *(std::map<int, int>*)map_handle;
    themap[key] = new_value;
}

map_handle的值也首先由L1“告诉”L2:
DWORD get_map_handle();

L2可以这样调用:
DWORD h = get_map_handle();
modify_map(h, 1, 2);

2. 加入一个额外的层，就可以解决问题。所以，你需要将你的Map包装在dll内部，而不是让它出现在接口当中。动态库的接口越简单越好，不好去传太过复杂的东东是至理名言：）

在动态连接库开发中要特别注意内存的分配与释放问题，稍不注意，极可能造成内存泄漏，从而访问出错。例如在某DLL中存在这样一段代码：

extent "C" __declspec(dllexport) 
void ExtractFileName( const std::string& path //!< Input path and filename.
, std::string& fname //!< Extracted filename with extension.
)
{
std::string::size_type startPos = path.find_last_of('\\');
fname.assign(path.begin() startPos 1, path.end() );
}

在DLL中使用STL对象std::string，并且在其中改变std::string的内容，即发生了内存的重分配问题,若在EXE中调用该函数会出现内存访问问题。主要是：因为DLL和EXE的内存分配方式不同，DLL中的分配的内存不能在EXE中正确释放掉。

解决这一问题的途径如下：
一般情况下：构建DLL必须遵循谁分配就由谁释放的原则，例如COM的解决方案（利用引用计数），对象的创建（QueryInterface）与释放均在COM组件内部完成。在纯C 环境下，可以很容易的实现类似方案。

 

在应用STL的情况下，很难使用上述方案来解决，因此必须另辟蹊径，途径有二：
1、自己写内存分配器替代STL中的默认分配器。
2、使用STLport替代系统的标准库。

其实，上述问题在VC7及以后版本中，已得到解决，注意DLL工程和调用的工程一定要使用多线程DLL库，就不会发生内存访问问题。