C++11实现一个加载dll并调用其中函数的dll帮助类

在C++中调用dll中的函数比较繁琐，调用过程如下：在加载dll后还需要定义一个对应的函数指针类型，接着调用GetProcAddress获取函数地址，再转成函数指针，最后调用该函数。如下：

void TestDll()
{
	typedef int(*pMax)(int a, int b);
	typedef int(*pGet)(int a);

	HINSTANCE hDll = LoadLibraryA("mydll.dll");
	if (hDll == nullptr)
		return;

	pMax Max = (pMax)GetProcAddress(hDll, "Max");
	if (Max == nullptr)
		return;

	int ret = Max(5, 8);

	pGet Get = (pGet)GetProcAddress(hDll, "Get");
	if (Get == nullptr)
		return;

	int ret = Get(5);

	FreeLibrary(hDll);
}

这段代码看起来很繁琐，因为每用一个函数就需要先定义一个函数指针，然后再根据名称获取函数地址，最后调用。如果一个dll中有上百个函数，这种繁琐的定义会让人不胜其烦。其实获取函数地址和调用函数的过程是重复逻辑，应该消除，我们不希望每次都定义一个函数指针和调用GetProcAddress，应该用一种简洁通用的方式去调用dll中的函数。我们希望调用dll中的函数就像调用普通的函数一样，传入一个函数名称和函数的参数就可以实现函数的调用，类似于：

Ret CallDllFunc(const string& funName, T arg);

如果以这种方式调用，就能避免繁琐的函数指针定义以及反复地调用GetProcAddress了。

下面介绍一种可行的解决方案，如果按照Ret CallDllFunc(const string& funName, T arg);这种方式调用，首先要把函数指针转换成一种函数对象或泛型函数，这里可以用std::function去做这个事情，即通过一个函数封装GetProcAddress，这样通过函数名称就能获取一个泛型函数std::function，希望这个function是通用的，不论dll中是什么函数都可以转换成这个std::function，最后调用这个通用的function即可。但是调用这个通用的function还有两个问题需解决：

函数的返回值可能是不同类型，如果以一种通用的返回值来消除这种不同返回值导致的差异呢？
函数的入参数目可能任意个数，且类型也不尽相同，如何来消除入参个数和类型的差异呢？

首先看一下如何封装GetProcAddress，将函数指针转换成std::function，代码如下：

template <typename T>
std::function<T> GetFunction(const string& funcName)
{
	FARPROC funAddress = GetProcAddress(m_hMod, funcName.c_str());
	return std::function<T>((T*)(funAddress));
}

其中T是std::function的模板参数，即函数类型的签名。如果要获取上面例子中的Max和Get函数，可以这样：

auto fmax = GetFunction<int(int, int)>("Max");
auto fget = GetFunction<int(int)>("Get");

这种方式比之前先定义函数指针在调用GetProcAddress的方式更简洁通用。

再看看如何解决函数返回值和入参不统一的问题，通过result_of和可变参数模板来解决，最终的调用函数如下：

template <typename T, typename... Args>
typename std::result_of<std::function<T>(Args...)>::type ExcecuteFunc(const string& funcName, Args&&... args)
{
	return GetFunction<T>(funcName)(arg...);
}

上面的例子中要调用Max和Get函数，这样就行了：

auto max = ExecuteFunc<int(int, int)>("Max", 5, 8);
auto ret = ExecuteFunc<int(int)>("Ret", 5);

比之前的调用方式简洁直观多了，没有了繁琐的函数指针的定义，没有了反复的调用GetProcAddress及其转换和调用。

完整代码如下：

#pragma once
#include <Windows.h>
#include <string>
#include <map>
#include <functional>
using namespace std;

class DllParser
{
public:

	DllParser():m_hMod(nullptr)
	{
	}

	~DllParser()
	{
		UnLoad();
	}

	bool Load(const string& dllPath)
	{
		m_hMod = LoadLibraryA(dllPath.data());
		if (nullptr == m_hMod)
		{
			printf("LoadLibrary failed\n");
			return false;
		}

		return true;
	}

	bool UnLoad()
	{
		if (m_hMod == nullptr)
			return true;

		auto b = FreeLibrary(m_hMod);
		if (!b)
			return false;

		m_hMod = nullptr;
		return true;
	}

	template <typename T>
	std::function<T> GetFunction(const string& funcName)
	{
		auto it = m_map.find(funcName);
		if (it == m_map.end())
		{
			auto addr = GetProcAddress(m_hMod, funcName.c_str());
			if (!addr)
				return nullptr;
			m_map.insert(std::make_pair(funcName, addr));
			it = m_map.find(funcName);
		}
		
		return std::function<T>((T*) (it->second));
	}

	template <typename T, typename... Args>
	typename std::result_of<std::function<T>(Args...)>::type ExcecuteFunc(const string& funcName, Args&&... args)
	{
		auto f = GetFunction<T>(funcName);
		if (f == nullptr)
		{
			string s = "can not find this function " + funcName;
			throw std::exception(s.c_str());
		}			

		return f(std::forward<Args>(args)...);
	}

private:
	HMODULE m_hMod;
	std::map<string, FARPROC> m_map;
};

实现的关键是如何将一个FARPROC变成一个函数指针复制给std::function，然后再调用可变参数执行。函数的返回值通过std::result_of来泛化，使得不同的返回值的dll函数都可以用相同的方式来调用。

参考资料：

《深入应用C++11：代码优化与工程级应用》

C++11实现一个加载dll并调用其中函数的dll帮助类

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