编写插件系统？答案

【问题标题】：Writing a plugin system?编写插件系统？
【发布时间】：2014-10-31 07:14:37
【问题描述】：

经过数小时的研究，我一无所获，所以我向各位好心人寻求解决方案。我将用 C++ 编写一个机器人，并且在某个时候想为它制作一个插件系统。现在我知道我可以为它编写一种脚本语言，但是，我知道只编写一个 api 并让程序在运行时动态链接到它是可能的。我的问题是，我如何获得这种动态链接（就像 hexchat 的插件一样）？是否有任何优雅的解决方案，或者至少有关于典型设计的理论？

【问题讨论】：

插件系统没有一个协议。您需要编写一组类工厂/加载器模块并在运行时从动态库加载代码，具体取决于您的应用程序的需求（我不知道 hexchat 是什么以及它如何与插件一起使用）。实际上，您的问题太宽泛而无法回答（但是，请查看 WinAPI LoadLibrary 和 Linux API dlopen 并考虑围绕这些构建一些东西）。投票结束。
既然您标记了 C：请查看 GLibs GModule，然后查看 GTypeModule 以获得具有自动界面加载功能的更复杂的版本。
我不确定是否理解了您的问题。我给出了一些答案。

标签： c++ c linux plugins posix

【解决方案1】：

在 Linux 和 Posix 系统上，您想使用 dlopen(3) 和 dlsym（或一些包装这些函数的库，例如来自 GTK 的 Glib、Qt、POCO 等...）。更准确地说，

构建一个position independent code 共享库作为您的插件：

 gcc -fPIC -Wall -c plugin1.c -o plugin1.pic.o
 gcc -fPIC -Wall -c plugin2.c -o plugin2.pic.o

请注意，如果插件是用 C++ 编写的，您将使用 g++ 编译它，并且您应该将插件函数声明为 extern "C" 以避免 name mangling。

然后将你的插件链接为

 gcc -shared -Wall plugin1.pic.o plugin2.pic.o -o plugin.so

您可以添加动态库（例如，如果您的插件需要 GNU readline，则在上述命令末尾添加 -lreadline）。

最后，在主程序中调用dlopen，并提供完整路径，例如

 void* dlh = dlopen("./plugin.so", RTLD_NOW);
 if (!dlh) { fprintf(stderr, "dlopen failed: %s\n", dlerror()); 
             exit(EXIT_FAILURE); };

（通常dlh 是一个全局数据）

然后使用dlsym 获取函数指针。所以在程序和插件代码中包含的一些头文件中声明他们的签名，比如

 typedef int readerfun_t (FILE*);

声明一些（通常）全局函数指针

 readerfun_t* readplugfun;

并在插件句柄dlh上使用dlsym：

 readplugfun = (readerfun_t*) dlsym(dlh, "plugin_reader");
 if (!readplugfun) { fprintf (stderr, "dlsym failed: %s\n", dlerror());
                     exit(EXIT_FAILURE); };

当然在你的插件源代码中（例如plugin1.cc）你会定义

 extern "C" int plugin_reader (FILE*inf) { // etc...

您可以在插件中定义一些构造函数（或析构函数）（参见GCC function attributes）；将在dlopen（或dlclose）时间调用。在 C++ 中，您应该简单地使用静态对象。（它们的构造函数在dlopen 时间调用，它们的析构函数在dlclose 时间调用；因此是函数属性的名称）。

在程序调用结束时

 dlclose(dlh), dlh = NULL;

在实践中，您可以进行很多（可能是一百万）dlopen 调用。

您通常希望将您的主程序与-rdynamic 链接，以使其符号在插件中可见。

gcc -rdynamic prog1.o prog2.o -o yourprog -ldl

阅读Program Library HowTo & C++ dlopen mini HowTo & Drepper's paper: How to Write a Shared Library

最重要的部分是定义和记录一个插件约定（即“协议”），即一组（和 API）函数（将是dlsym-ed）你的插件以及如何使用它们，它们被调用的顺序，内存所有权策略是什么，等等。如果你允许几个类似的插件，你可能在你的主程序中有一些有据可查的钩子，它调用所有的dlsym-相关dlopen-ed 插件的编辑功能。示例：GCC plugins conventions、GNU make modules、Gedit plugins、...

【讨论】：