Самая распространенная форма DLL — библиотека, состоящая из набора процедур, которые могут загружаться в память и к которым имеют доступ несколько процессов одновременно. На рисунке 7.7 показаны два процесса, которые совместно используют DLL-файл, содержащий 4 процедуры, Л, В, С и D. Программа 1 использует процедуру А; программа 2 — процедуру С, хотя они вполне могли бы использовать одну и ту же процедуру.
Рис. 7.7. Два процесса используют один DLL-файл
DLL-файл строится компоновщиком из группы входных файлов. Построение DDL напоминает создание исполняемого двоичного кода, только при создании DLL компоновщику передается специальный флаг, сообщающий о том, что требуется именно библиотека DLL. DLL-файлы обычно собираются из набора библиотечных процедур, которые могут понадобиться нескольким процессам. Типичными примерами DLL-файлов являются процедуры сопряжения с библиотекой системных вызовов Windows и большими графическими библиотеками. Применяя DDL-файлы, мы экономим пространство в памяти и на диске. Если бы та или иная библиотека была связана статически с каждой использующей ее программой, эту библиотеку пришлось бы включать во все исполняемые двоичные программы в памяти и на диске, что не экономно. А при наличии DLL-файла на диске и в памяти будет находиться всего одна библиотека.
Кроме того, такой подход упрощает обновление библиотечных процедур, причем даже после того, как использующие их программы скомпилированы и скомпонованы. Для коммерческих программных пакетов, где входная программа пользователям обычно недоступна, наличие DLL-файлов означает, что поставщик программного обеспечения сможет исправлять обнаруженные программные ошибки, просто распространяя новые DLL-файлы через Интернету, причем при этом не потребуется никаких изменений в двоичных кодах основных программ.
Основное различие между DLL и исполняемой двоичной программой состоит в том, что DLL-файл не может запускаться и работать сам по себе (поскольку у него нет главной программы). Он также содержит совершенно другую информацию в заголовке. Кроме того, DLL-файл имеет несколько дополнительных процедур, не связанных с процедурами в библиотеке. Например, существует одна процедура, которая вызывается автоматически всякий раз, когда новый процесс связывается с DLL-файлом, и еще одна процедура, которая вызывается автоматически всякий раз, когда связь процесса с DLL-файлом разрывается. Эти процедуры могут выделять и освобождать память или управлять другими ресурсами, необходимыми DLL-файлу.
Программа может установить связь с DLL-файлом двумя способами: путем неявной или явной компоновки. При неявной компоновке пользовательская программа статически компонуется со специальным файлом, так называемой библиотекой импорта. Библиотека импорта создается специальной утилитой, предназначенной для извлечения определенной информации из DLL-файла. Библиотека импорта предоставляет связующее звено, через которое пользовательская программа получает доступ к DLL-файлу. Пользовательская программа может быть связана с несколькими библиотеками импорта. Когда программа, в которой имеет место неявная компоновка, загружается в память для исполнения, Windows проверяет, какие DLL-файлы ей требуются и все ли они находятся в памяти. Те файлы, которых еще нет в памяти, немедленно туда загружаются (но необязательно целиком, поскольку они разбиты на страницы). Затем производятся определенные изменения структур данных в библиотеках импорта так, чтобы можно было определить местоположение вызываемых процедур (это похоже на изменения, которые иллюстрирует рис. 7.6). Их тоже нужно отобразить на виртуальное адресное пространство программы. С этого момента пользовательскую программу можно запускать, поскольку она может вызывать процедуры из DLL-файлов, как будто они статически с ней связаны.