如何在 C DLL 之间安全地传递对象？

如何在 C DLL 之间安全地传递对象

简介

传递类对象，特别是由于 ABI 和编译器兼容性问题，C 中 DLL 之间的 STL 对象可能具有挑战性。然而，通过仔细考虑这些因素并使用特定的技术，实现安全可靠的数据传输是可能的。

ABI 注意事项

C 缺乏标准化的应用程序二进制接口 (ABI)，这意味着数据布局和调用约定可能因编译器和平台而异。这引入了数据传递中潜在的不兼容性。

编译器兼容性问题

编译器可能对类成员使用不同的打包和对齐策略，从而导致内存布局差异。此外，对某些功能（例如成员重新排序）的支持可能会有所不同，从而使兼容性进一步复杂化。

应对挑战

要缓解这些挑战，请考虑以下策略：

• 避免直接传递对象：相反，通过“extern C”使用纯 C 接口来确保定义良好且稳定的 ABI。

跨 DLL 边界管理类对象

如果您必须传递类对象，请按照以下步骤操作：

1. 数据帐户打包/对齐： 显式强制打包或使用 #pragma pack(1) 在所有环境中实现一致对齐。
2. 确保标准布局类： 避免非标准布局类，因为成员重新排序可能会破坏数据布局兼容性。
3. 保持一致的调用约定： 在整个代码中使用相同的调用约定（例如，C 中的 _cdecl）。
4. 控制数据类型大小： 尽可能使用固定大小的数据类型或依赖安全转换来减轻大小变化。
5. 管理堆分配：利用共享堆（例如，GetProcessHeap）以避免隔离堆段出现问题。
6. 处理 STL 接口： 在跨越 DLL 边界之前将 STL 容器解包并重新打包为原始类型。
7. 考虑名称重整：在 DLL 中使用未重整的别名并重写函数名称客户端代码来绕过名称修改相关问题。

将类对象作为函数参数传递

要安全地将对象作为函数参数传递，请考虑以下事项：

• 通过指针传递：始终通过指针传递类对象以避免潜在的潜在风险崩溃风险。
• 为返回值提供缓冲区使用指定的缓冲区来接收返回对象的函数的返回值。

实现示例

以下代码片段通过创建基于模板的“pod”类来提供安全数据传递机制的示例，该类包装数据类型并确保跨编译器边界的一致处理：

template<typename T>
class pod
{
public:
    pod() : data(nullptr) {}
    pod(const T& value) : data(reinterpret_cast<safe_type*>(pod_malloc(sizeof(safe_type)))) { new(data) safe_type (value); }
    operator T() const { return *data; }
    ~pod() { pod_free(data); }
private:
    safe_type* data;
    using original_type = T;
    using safe_type = int32_t; // Example: Assume int is converted to int32_t for safer handling
    void* pod_malloc(size_t size) { HANDLE heapHandle = GetProcessHeap(); HANDLE storageHandle = nullptr; if (heapHandle == nullptr) { return nullptr; } storageHandle = HeapAlloc(heapHandle, 0, size); return storageHandle; }
    void pod_free(void* ptr) { HANDLE heapHandle = GetProcessHeap(); if (heapHandle == nullptr) { return; } if (ptr == nullptr) { return; } HeapFree(heapHandle, 0, ptr); }
};

此示例包装基本数据类型（如 int）转换为更安全的对应数据类型（例如 int32_t），以确保跨编译器和环境的一致处理。 STL 类型也可以使用类似的技术进行封装。

其他注意事项

虽然技术上可以跨 DLL 边界传递 C 对象，但它只能被视为最后一个采取。强烈建议通过纯 C 接口或其他独立于平台的机制外部化数据，以避免与跨 DLL 对象传递相关的固有风险和复杂性。

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