0. 简介
参数分离对于绝大多数算法开发来说收益是非常大的，因为我们都知道，随着平台的更替，很多时候如果说数据流和算法交叠在一起（即接口与实现合在一起）。这将有可能会导致在迁移平台时候会导致代码难以维护，并有可能会造成莫名的Bug。为了使代码更易于维护和扩展，在修改通信接口时不需要修改相关的算法代码，本文的下面将会介绍几种常用的方法。
1. 通过动态链接库完成链接
动态链接库（Dynamic Link Library，简称DLL）是一种在操作系统中用于共享代码和数据的机制。它是一种可执行的二进制文件，可以被多个程序同时使用，以提高代码的重用性和模块化程度。在C++算法分离中，动态链接库可以用于将算法代码从应用程序中分离出来，使得算法可以独立开发、测试和优化，同时也方便应用程序的调用和升级。
使用动态链接库可以使得算法代码和应用程序代码分别编译和链接，从而实现分离。这样一来，算法代码的修改和升级不会对应用程序造成影响，而应用程序也不必重新编译和链接。动态链接库还可以提高代码的重用性和可维护性，因为同一份动态链接库可以被多个应用程序使用，而且如果需要更新动态链接库，只需替换原文件即可。
对于动态链接库来说，主要分成两步。首先，需要在算法代码中明确定义导出函数（Export Function），以供应用程序调用。
比如说我们会创建一个函数my_pack_test.cpp
#include <stdio.h>
void foobar(int i)
{
printf("Printing from my_pack_test.so %d\n", i);
}
# include_directories( 这个括号里添加此项目依赖的头文件路径 )
include_directories(../include)
add_library(my_pack_test
# SHARED 字段指定testJni为动态链接库
SHARED
# my_pack_test,为testJni库的cpp文件（生成testJni所需要的cpp都写到此处）
my_pack_test.cpp
)
# libgadl.so 为该testJni库需要链接的so库
target_link_libraries(testJni /home/lib/libgdal.so)
install(TARGETS my_pack_test LIBRARY DESTINATION lib)
这样我们就可以生成一个.so文件了。然后我们就需要在应用程序中使用动态链接库的导入函数（Import Function），以便在程序运行时动态加载动态链接库，并调用其中的算法函数。最后，需要将动态链接库文件放置在应用程序能够搜索到的路径下，以便程序能够找到它。
#include <iostream>
#include "mytool.h" // include the lib header
// include shared lib load
#ifdef _WIN32
#include <windows.h>
#else
#include <dlfcn.h> # in linux, should also link to dl system library when build
#endif
// define shared lib load handler
typedef MyTool *(*CreateMyToolFunc)();
#ifdef _WIN32
HINSTANCE gDllHandler = nullptr;
const char *gDefaultSharedLibPath = "mytool.dll"; // here put it the same path
#else
void *gSoHandler = nullptr;
// 为上面生成的.so文件的绝对路径
const char *gDefaultSharedLibPath = "libmytool.so"; // here put it the same path, some linux must use ./libmytool.so
#endif
int main()
{
#ifdef _WIN32
// load shared lib
gDllHandler = LoadLibrary(gDefaultSharedLibPath);
if (!gDllHandler)
std::cout << "load shared lib failed" << std::endl;
CreateMyToolFunc create_mytool = (CreateMyToolFunc)(GetProcAddress(gDllHandler, "CreateMyTool"));
MyTool *my_tool = create_mytool(); // get the derived class instance from shared lib
my_tool->fun1();
int z = my_tool->fun2(2, 3);
printf("z: %d", z);
// when all done, unload shared lib
FreeLibrary(gDllHandler);
gDllHandler = nullptr;
#else
// 加载指定的 .so 文件
gSoHandler = dlopen(gDefaultSharedLibPath, RTLD_LAZY);
if (!gSoHandler)
std::cout << "load shared lib failed" << std::endl;
CreateMyToolFunc create_mytool = (CreateMyToolFunc)(dlsym(gSoHandler, "CreateMyTool"));
// 查找函数create_mytool，并返回函数指针
MyTool *my_tool = create_mytool(); // get the derived class instance from shared lib
// 调用对应的foobar函数打印输出
my_tool->fun1();
int z = my_tool->fun2(2, 3);
printf("z: %d", z);
// when all done, unload shared lib
dlclose(gSoHandler);
gSoHandler = nullptr;
#endif
return 0;
}
dlopen：该函数将打开一个新库，并把它装入内存。该函数主要用来加载库中的符号，这些符号在编译的时候是不知道的。这种机制使得在系统中添加或者删除一个模块时，都不需要重新进行编译。
dlsym：在打开的动态库中查找符号的值。
dlclose：关闭动态库。
dlerror：返回一个描述最后一次调用dlopen、dlsym，或dlclose的错误信息的字符串。
2. 通过进程完成链接
2.1 fork()完成子进程和父进程的操作
pid_t fork(void);
0： 子进程
子进程PID(大于0的整数)：父进程
-1： 出错
使用fork函数得到的子进程从父进程的继承了整个进程的地址空间，包括：
进程上下文、进程堆栈、内存信息、打开的文件描述符、信号控制设置、进程优先级、进程组号、当前工作目录、根目录、资源限制、控制终端等。
子进程与父进程的区别在于：
1、父进程设置的锁，子进程不继承（因为如果是排它锁，被继承的话，矛盾了）
2、各自的进程ID和父进程ID不同
3、子进程的未决告警被清除；
4、子进程的未决信号集设置为空集
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int glob = 6;
int main()
{
int local;
int pid;
local = 88;
printf("parent[pid = %d]: before fork, glob(&glob) = %d(%p), local(&local) = %d(%p)\n",
getpid(), glob, &glob, local, &local );
if((pid = fork()) < 0) {
perror("fail to fork");
return -1;
}
if(pid == 0) { /* child process */
printf("child[pid = %d]: after fork, glob(&glob) = %d(%p), local(&local) = %d(%p)\n",
getpid(), glob, &glob, local, &local );
glob++;
local++;
printf("child[pid = %d]: changed data after fork, glob(&glob) = %d(%p), local(&local) = %d(%p)\n",
getpid(), glob, &glob, local, &local );
}else { /* parent process */
sleep(2);
printf("parent[pid = %d]: after fork, glob(&glob) = %d(%p), local(&local) = %d(%p)\n",
getpid(), glob, &glob, local, &local );
}
/* return euqal to exit(0), but exit may cause a compile warning
* due to main() is declared to return with an integter
*/
return 0;
}
2.2 exec函数族
exec函数族提供了一种在进程中启动另一个程序执行的方法。
它可以根据指定的文件名或目录名找到可执行文件， 并用它来取代原调用进程的数据段、 代码段和堆栈段。
在执行完之后， 原调用进程的内容除了进程号外， 其他全部都被替换了。
可执行文件既可以是二进制文件， 也可以是任何Linux下可执行的脚本文件。
这6个函数中真正的系统调用只有execve，其他5个都是库函数，它们最终都会调用execve这个系统调用，调用关系如下图所示：
/* exec函数族的语法 */
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
/* 字符串指针数组传递参数,使用包含v的exec函数参数 */
char *arg[] = {"ls","-a",NULL};
char *arg1[] = {"env",NULL}; //只用于execve函数
char *envp[] = {"NAME=amoscykl","EMAIL=xxxx@xx.com","PATH=/tmp",NULL};
char **ptr; //指向环境表
// 打印出环境表
printf("自定义环境表\n");
for (ptr = envp; *ptr != 0; ptr++)
printf("%s \n",*ptr);
printf("\n");
sleep(2);
/* 子进程调用execl函数 */
if (fork() == 0)
{
//child1
printf("1-----execl-----\n");
if (execl("/bin/ls","ls","-a",NULL) == -1)
{
perror("execl error!");
exit(1);
}
}
sleep(2);
/* 子进程调用execv函数 */
if (fork() == 0)
{
//child2
printf("2-----execv-----\n");
if (execv("/bin/ls",arg) == -1)
{
perror("execv error!");
exit(1);
}
}
sleep(2);
/* 子进程调用execlp函数 */
if (fork() == 0)
{
//child3
printf("3-----execlp-----\n");
if (execlp("ls","ls","-a",NULL) == -1)
{
perror("execlp error!");
exit(1);
}
}
sleep(2);
/* 子进程调用execvp函数 */
if (fork() == 0)
{
//child4
printf("4-----execvp-----\n");
if (execvp("ls",arg) == -1)
{
perror("execvp error!");
exit(1);
}
}
sleep(2);
/* 子进程调用execle函数 */
if (fork() == 0)
{
//child5
printf("5-----execle-----\n");
if (execle("/usr/bin/env","env",NULL,envp) == -1) //使用自定义的环境表,并打印出自定义环境变量
{
perror("execle error!");
exit(1);
}
}
sleep(2);
/* 子进程调用execve函数 */
if (fork() == 0)
{
//child6
printf("6-----execve-----\n");
if (execve("/usr/bin/env",arg1,envp) == -1) //使用自定义的环境表，并打印出自定义环境变量
{
perror("execve error!");
exit(1);
}
}
sleep(2);
printf("over!\n");
return 0;
}
3. 参考链接
https://hermit.blog.csdn.net/article/details/107897498
https://blog.csdn.net/weixin_52849254/article/details/129468743
https://img-blog.csdnimg.cn/b1676431811242a0a03e17d7847f14fb.png
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