Delphi中的包(一):关于exe的编译、连接和执行

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Delphi中的包(一):关于exe的编译、连接和执行

来源: 作者: 时间:2016-02-05 11:47 【

最近搞Delphi,发现原来的程序中使用了很多包,但是总是处于懵懵懂懂的状态。索性来好好研究一下这个问题,可能要花一些时间。所以首先把需要分析的问题列出来:什么是包?什么

最近搞Delphi,发现原来的程序中使用了很多包,但是总是处于懵懵懂懂的状态。索性来好好研究一下这个问题,可能要花一些时间。所以首先把需要分析的问题列出来:
什么是包?什么是exe?它们在组成上有什么不同?包跟dcu是什么关系?dcp是干什么的?这些文件在编译时是什么关系?又是怎么装载的?装载了以后怎么样操作包?dll可以exports,但是为什么帮助中不提包的exports,但是有些代码却又在包中使用exprots?

首先来看看delphi的编译过程。delphi的工程中有两类:包和程序,前者的后缀为dpk,后者为dpr。从简单的开始,先来搞dpr。根据delphi的帮助文档,一个典型的dpr文件的结构如下:
 1 program Editor;
 2    
 3     uses
 4       Forms, {change to QForms in Linux}
 5       REAbout in REAbout.pas {AboutBox},
 6       REMain in REMain.pas {MainForm};
 7    
 8     {$R *.res}
 9    
10     begin
11       Application.Title := Text Editor;
12       Application.CreateForm(TMainForm, MainForm);
13       Application.Run;
14     end.
其中10行到14行,begin…end很自然就是程序的执行入口。uses部分指明了程序需要使用的一些Unit,这个就比较含糊了,为什么有的会用in指明源代码的位置(这部分是自己向工程中添加的),有的如Forms这个部分,却又不需要?那每个Unit又会uses其它Unit,这个问题似乎越来越复杂了。先看整个源代码的结构:
\ 
我猜测编译器第一步首先遍历这张有向图,对每个Unit,如果有必要就对其进行编译,生成对应的dcu。而这个“必要”问题,我开始以为是use这个Unit的语句是带有in的,后来试验发现不对。因为在上面的情况下,Unit3并没有在Unit1的Uses子句中指明路径,但是仍然正确产生了对应的dcu文件。后来使用filemon来监视文件打开情况,发现过程是这样的:对于图中的每个节点,编译器按照当前目录—project属性中的search path—IDE环境中的library path,这样的顺序,搜索节点对应的pas文件,没找到就再来一遍,但是这次搜索的是节点对应的dcu文件。

现在编译搞定了,每个Unit(即pas文件)已经生成了对于的dcu文件,下面的问题是连接。说到连接,问题就复杂了,连接有两种:静态和动态。静态连接就是说把这些dcu全部合并到一起。这样,一个Unit对另一个Unit的调用,就成了程序内部的事情了。这样的好处是快,而且简单,并发共享之类的问题都容易处理。缺点是目标程序很大,而且如果现在要编写另一个程序,而Unit3可以重用的话,则在连接时Unit3.dcu被再次拷贝。这样在两个程序同时运行时,内存中会有两个Unit3的副本,比较浪费。动态连接就是说,两个程序在连接时,仅仅只保留对Unit3的引用,而并不拷贝Unit3的内容。到运行时,把Unit3装入内存,让两个程序公用。Dll和BPL都是动态连接的解决方案。问题在于,delphi中关于连接的选项就只有project|Options|packages菜单中出现,“Build with runtime packages”这句话实在是太模糊了。所以还要再研究一下。
在程序执行的时候,我们可以通过view|debug window|moudles来查看有哪些东西被加载到内存中去了,它们又包含哪些内容。
简便起见,我们建立如下结构的一个程序:

 


 

program ProjectEXE;


uses
  Forms,
  Windows,
  UnitFormMain in UnitFormMain.pas {FormMain};

{$R *.res}

begin
  Application.Initialize;
  Application.CreateForm(TFormMain, FormMain);
  Application.Run;
end.

 


 

unit UnitFormMain;

interface

uses
  Windows, StdCtrls, Forms, UnitFormAnother,Classes, Controls;

type
  TFormMain = class(TForm)
    Button1: TButton;
    procedure Button1Click(Sender: TObject);
  private
    { Private declarations }
  public
    { Public declarations }
  end;

var
  FormMain: TFormMain;

implementation

{$R *.dfm}

procedure TFormMain.Button1Click(Sender: TObject);
var
  LForm:TFormAnother;
begin
  LForm:=TFormAnother.Create(Application);
  LForm.ShowModal;
  LForm.Free;
end;

end.

 


 

unit UnitFormAnother;

interface

uses
  Forms;

type
  TFormAnother = class(TForm)
  private
    { Private declarations }
  public
    { Public declarations }
  end;

implementation

{$R *.dfm}

end.


“Build with runtime packages”不打钩的时候,是静态连接的。有向图中出现的所有Unit都包含在目标文件中了,整个exe有356k,而两个Unit各自只有4k。
现在来动态。“Build with runtime packages”打钩,现在发现运行时ProjectEXE.exe文件只包含四个部分:两个Form、一个SysInit.pas、一个ProjectEXE.dpr;与此同时进程树里面多了两个bpl:rtl60和l60,它们的内容就是刚才静态连接中出现的那些Unit。现在ProjectEXE.exe只有16k。也就是说,有向图中的Unit,一部分放在exe中了,另一部分放在bpl中了。但是根据什么来划分呢?是根据uses子句,还是根据这里“Build with runtime packages”中的列表?继续测试,发现:如果列表中仅包含vcl60,则加载到内存中的还是两个bpl加一个exe;如果列表中只包含rtl60,则内存中仅包含rtl60和exe,但是exe的内容发生了变化:里面的Unit增多了,而且基本都是vcl60包里面的。我猜想应该是rtl和vcl包之间存在require关系。这个留到下一步再测试。但是初步估计连接过程中,肯定会利用包列表,将那些已经在包中存在的Unit从exe中排除出去。
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