什么是DLL文件
DLL（動態(tài)鏈接庫）文件是Dynamic Link Library的縮寫形式，是一種允許程序共享執(zhí)行特殊任務(wù)所必需的代碼和其他資源的可執(zhí)行文件。其多數(shù)情況下是帶有DLL擴(kuò)展名的文件，但也可能是EXE或其他擴(kuò)展名。Windows提供的DLL文件中包含了允許基于Windows的程序在Windows環(huán)境下操作的許多函數(shù)和資源。動態(tài)鏈接提供了一種方法，使進(jìn)程可以調(diào)用不屬于其可執(zhí)行代碼的函數(shù)。這些函數(shù)的可執(zhí)行代碼位于一個DLL中，該DLL包含一個或多個已被編譯、鏈接并與使用它們的進(jìn)程分開存儲的函數(shù)。DLL還有助于共享數(shù)據(jù)和資源，多個應(yīng)用程序可同時訪問內(nèi)存中單DLL副本的內(nèi)容?？傊?，DLL是一個包含可由多個程序同時使用的代碼和數(shù)據(jù)的庫。動態(tài)鏈接是相對于靜態(tài)鏈接而言的。所謂靜態(tài)鏈接是指把要調(diào)用的函數(shù)或者過程鏈接到可執(zhí)行文件中，成為可執(zhí)行文件的一部分。換句話說，函數(shù)和過程的代碼就在程序的exe文件中，該文件包含了運行時所需的全部代碼。當(dāng)多個程序都調(diào)用相同函數(shù)時，內(nèi)存中就會存在這個函數(shù)的多個拷貝，這樣就浪費了寶貴的內(nèi)存資源。而動態(tài)鏈接所調(diào)用的函數(shù)代碼并沒有被拷貝到應(yīng)用程序的可執(zhí)行文件中去，而是僅僅在其中加入了所調(diào)用函數(shù)的描述信息（往往是一些重定位信息）。僅當(dāng)應(yīng)用程序被裝入內(nèi)存開始運行時，在Windows的管理下，才在應(yīng)用程序與相應(yīng)的DLL之間建立鏈接關(guān)系。當(dāng)要執(zhí)行所調(diào)用DLL中的函數(shù)時，根據(jù)鏈接產(chǎn)生的重定位信息，Windows才轉(zhuǎn)去執(zhí)行DLL中相應(yīng)的函數(shù)代碼。
由于向運行于Windows操作系統(tǒng)下的程序提供代碼、數(shù)據(jù)或函數(shù)，程序可根據(jù)DLL文件中的指令打開、啟用、查詢、禁用和關(guān)閉驅(qū)動程序。在Windows操作系統(tǒng)中,DLL對于程序執(zhí)行是非常重要的, 因為程序在執(zhí)行的時候, 必須鏈接到DLL文件, 才能夠正確地運行。而有些DLL文件可以被許多程序共用,因此程序設(shè)計人員可以利用DLL文件, 使程序不至于太過巨大。但是當(dāng)安裝的程序越來越多,DLL文件也就會越來越多, 如果當(dāng)刪除程序的時候, 沒有用的DLL文件沒有被刪除的話, 久而久之就造成系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)了。
通過使用DLL，程序可以實現(xiàn)模塊化，由相對獨立的組件組成。因為模塊是彼此獨立的，所以程序的加載速度更快，而且模塊只在相應(yīng)的功能被請求時才加載。此外，可以更為容易地將更新應(yīng)用于各個模塊，而不會影響該程序的其他部分。例如，可能有一個工資計算程序，稅率每年都會更改，當(dāng)這些更改被隔離到 DLL中以后，我們無需重新生成或安裝整個程序就可以應(yīng)用更新。
總的來說，使用DLL文件有以下好處：1、多個應(yīng)用程序可以共享代碼和數(shù)據(jù)。比如Office軟件的各個組成部分有相似的外觀和功能，這就是通過共享動態(tài)鏈接庫實現(xiàn)的。2、在鉤子程序過濾系統(tǒng)消息時必須使用動態(tài)鏈接庫。3、動態(tài)鏈接庫以一種自然的方式將一個大的應(yīng)用程序劃分為幾個小的模塊，有利于小組內(nèi)部成員的分工與合作，而且各個模塊可以獨立升級。如果小組中的一個成員開發(fā)了一組實用例程，他就可以把這些例程放在一個動態(tài)鏈接庫中，供其他成員使用。4、實現(xiàn)應(yīng)用程序的國際化，往往需要使用動態(tài)鏈接庫。使用動態(tài)鏈接庫可以將針對某一國家、語言的信息存放在其中。例如，在使用AppWizard生成應(yīng)用程序時，我們可以指定資源文件使用的語言，這就是通過提供不同的動態(tài)鏈接庫實現(xiàn)的。對于不同的版本，使用不同的動態(tài)鏈接庫，常用的一些編程軟件均可以編寫DLL文件。DLL不是獨立運行的程序，而是某個程序的一個部分，它只能由所屬的程序調(diào)用，用戶不能，也不需要打開它。
LabVIEW調(diào)用DLL文件
LabVIEW支持通過調(diào)用DLL文件的方式與其它編程語言混合使用。比如，在實際的工程項目中，用戶可以用C++語言實現(xiàn)軟件的運算部分，并把這些功能構(gòu)建在DLL文件中，然后再使用 LabVIEW編寫程序的界面部分，并通過調(diào)用編寫好的DLL來調(diào)用運算部分的功能。
LabVIEW 中是通過Call Library Function Node（CLN）節(jié)點來完成DLL文件調(diào)用的。創(chuàng)建一個新的VI，右擊程序框圖，在Functions Palette中依次選中Connectivity——Libraries&Executables工具欄即可找到該節(jié)點（圖1）。
圖1 Call Library Function Node
將節(jié)點放置在程序框圖中，雙擊會出現(xiàn)它的配置對話框，共有四頁。第一頁用于填寫被調(diào)用函數(shù)的信息（圖2）。Library name or path需給出DLL文件名和路徑，操作系統(tǒng)路徑下的DLL文件，直接輸入文件名也可調(diào)用，否則必須輸入全路徑。在這里已經(jīng)給出名字的DLL是被靜態(tài)加載到程序中的，也就是說當(dāng)調(diào)用了這個DLL的VI被裝入內(nèi)存時，DLL同時被裝入內(nèi)存。LabVIEW也可動態(tài)加載DLL，只要勾選上Specify path on diagram的選項即可。選擇了這個選項，在 Library name or path中輸入的內(nèi)容就無效了，取而代之的是CLN 節(jié)點多出一對輸入輸出，用于指明所需要使用的DLL的路徑。這樣，當(dāng)VI被打開時，DLL不會被裝入內(nèi)存，只用程序運行到需要使用這個DLL中的函數(shù)時，才把其裝入內(nèi)存。Function name是需要調(diào)用的函數(shù)的名稱，LabVIEW會把DLL中所有的暴露出來的函數(shù)都列出，用戶只要在下拉框中選取即可。Thread欄用于設(shè)定哪個線程里運行被調(diào)用的函數(shù)。用戶可以通過 CLN 節(jié)點的配置面板來指定被調(diào)用函數(shù)運行所在的線程。CLN 的線程選項非常簡單，只有兩項： Run in UI thread和Run in any thread。LabVIEW的程序框圖上直接可以看出一個 CLN節(jié)點是選用
圖2 填寫被調(diào)用函數(shù)信息
的什么線程。如果Run in UI thread，節(jié)點顏色是橙色的；Run in any thread則是淺黃色的（圖3）。
圖3 CLN不同線程對比
通常情況下，除非使用的動態(tài)鏈接庫是多線程安全的，CLN 中選擇Run in any thread方式；否則必須選擇Run in UI thread方式。判斷一個動態(tài)鏈接庫是不是多線程安全的，需通過以下方法：如果一個動態(tài)鏈接庫的文檔中沒有明確說明它是多線程安全的，那么就要當(dāng)作是非多線程安全的；在可以看到動態(tài)鏈接庫源代碼的條件下，如果代碼中存在全局變量、靜態(tài)變量或者代碼中看不到有l(wèi)ock一類的操作，那么這個動態(tài)鏈接庫也就肯定不是多線程安全的。
選擇了Run in any thread方式，LabVIEW會在最方便的線程內(nèi)運行動態(tài)鏈接庫函數(shù)，且一般會與調(diào)用它的VI在同一個線程內(nèi)運行。因為LabVIEW是自動多線程的語言，它也很可能會把動態(tài)鏈接庫函數(shù)分配給一個單獨的線程運行。如果程序中存在沒有直接或間接先后關(guān)系的兩個CLN節(jié)點，LabVIEW很可能會同時在不同的線程內(nèi)運行它們所調(diào)用的函數(shù)，也許是同一函數(shù)。對于非多線程安全的動態(tài)鏈接庫，這是很危險的操作。很容易引起數(shù)據(jù)混亂，甚至是程序崩潰。
選擇Run in UI thread方式，因為LabVIEW只有一個界面線程，所以如果所有的CLN設(shè)置都是界面線程，那么就可以保證這些CLN調(diào)用的函數(shù)肯定全部都運行在同一線程下，肯定不會被同時調(diào)用。對于非多線程安全的動態(tài)鏈接庫，這種方式就保證了它的安全。
讓我們回到配置對話框第一頁，Calling convention用于指明被調(diào)用函數(shù)的調(diào)用約定。這里只支持兩種約定：stdcall和C call。它們之間的區(qū)別在于，stdcall由被調(diào)用者負(fù)責(zé)清理堆棧，C call由調(diào)用者清理堆棧。這個設(shè)置錯誤時，可能會引起LabVIEW崩潰，也就是說如果LabVIEW調(diào)用DLL函數(shù)時出現(xiàn)異常，首先應(yīng)該考慮這個設(shè)置是否正確。（Windows API一般使用的都是stdcall；標(biāo)準(zhǔn)C的庫函數(shù)大多使用C call。如果函數(shù)聲明中有類似__stdcall這樣的關(guān)鍵字，它就是stdcall的。）第二頁是函數(shù)參數(shù)的配置（圖4）。
圖4 配置函數(shù)的參數(shù)
DLL和LabVIEW之間傳遞參數(shù)，最常用的三種數(shù)據(jù)類型是數(shù)值、數(shù)值型數(shù)組和字符串。C語言中經(jīng)常把指針或者數(shù)據(jù)的地址在函數(shù)間傳遞，在32位操作系統(tǒng)中，可以使用int32數(shù)值來表示指針。因此，當(dāng)需要在LabVIEW中傳遞指針數(shù)據(jù)時，可以使用I32或U32數(shù)值類型來表示這個地址類型的數(shù)據(jù)。但是，64位的程序中，數(shù)據(jù)的地址只能使用I64或U64來表示。這樣，如果一個調(diào)用了DLL函數(shù)的VI，并且函數(shù)參數(shù)中有地址型數(shù)據(jù)，使用固定數(shù)據(jù)類型的數(shù)值來表示地址，就要準(zhǔn)備兩份代碼。解決方法是使用LabVIEW中的新的數(shù)據(jù)類型Pointer-sized Integer。這個數(shù)據(jù)類型的長度在不同的平臺上會自動使用32位或64位長度。如果在C語言函數(shù)參數(shù)聲明中有const關(guān)鍵字，可以選中Constant選項。布爾類型在DLL函數(shù)和LabVIEW VI之間傳遞沒有專有的數(shù)據(jù)類型，是利用數(shù)值類型來傳遞的。輸入時先把布爾值轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)值，在傳遞給DLL函數(shù)；輸出時再把數(shù)值轉(zhuǎn)為布爾值。對于數(shù)組的傳遞，LabVIEW只支持C數(shù)據(jù)類型中的數(shù)值型數(shù)組，傳遞數(shù)組類型需要注意的的是“Array Format”要選擇“Array Data Pointer”。這個設(shè)置中還有其<
