C++ Api Plugins Compiler Construction

Einen sicheren C++-Plug-in-System erstellen: Wichtige Überlegungen für Entwickler

Einführung

Die Gestaltung eines Plug-in-Systems mit C++ kann eine erhebliche Herausforderung darstellen, insbesondere aufgrund der Komplexitäten der Anwendungsbinärschnittstelle (ABI) und des einzigartigen Verhaltens, das verschiedene Compiler aufweisen. Mit unterschiedlichen Regeln und Implementierungen kann die Erreichung der Kompatibilität zwischen Plug-ins, die in verschiedenen C++-Compilern entwickelt wurden, entmutigend erscheinen. Ähnlich wie das Component Object Model (COM) unter Windows dies erreicht hat, ist es jedoch möglich, ein robustes und flexibles Plug-in-System zu schaffen, das verschiedene Compiler berücksichtigt und gleichzeitig eine klare Schnittstelle beibehält.

In diesem Blogbeitrag werden wir uns ansehen, wie ein sicheres C++-Plug-in-System aussieht, und uns auf die Funktionen konzentrieren, die Sie über verschiedene Compiler hinweg zuverlässig nutzen können. Wir werden die grundlegenden Überlegungen aufschlüsseln, die für die Einrichtung kompatibler und sicherer Plug-in-Umgebungen auf mehreren Plattformen – Windows, Mac und sogar Linux – entscheidend sind.

Wichtige Funktionen, die zu beachten sind

Beim Erstellen eines C++-Plug-in-Systems sollten Sie sich auf die folgenden Elemente konzentrieren, um Kompatibilität und Stabilität sicherzustellen:

1. Vtable-Layout

  • Nutzung von abstrakten Klassen: Das vtable-Layout ist entscheidend für die Nutzung von Polymorphismus durch abstrakte Klassen. Dieses Merkmal ist in den meisten Compilern konsistent und bildet das Rückgrat der objektorientierten Programmierung in C++.

2. Eingebaute Typen und Zeiger

  • Zuverlässigkeit: Eingebaute Datentypen und Zeiger sind hochgradig portabel und gut definiert über Compiler-Varianten hinweg. Sie können sich auf ihr Verhalten verlassen, unabhängig vom verwendeten Compiler.

3. Strukturen und Vereinigungen

  • Konsistenz über Compiler hinweg: Ähnlich wie bei eingebauten Typen bieten Strukturen und Vereinigungen ein Maß an Interoperabilität, das über verschiedene Plattformen hinweg konsistent ist. Sie können sicher in Plug-in-Systemen verwendet werden.

4. Ausnahmen

  • Unsicher für Plug-ins: Leider ist die Verwendung von Ausnahmen über verschiedene Compiler hinweg problematisch. Die Unterschiede in der Implementierung von Ausnahmen machen sie unzuverlässig für eine sichere Plug-in-Architektur, und es ist ratsam, sie in diesem Kontext zu vermeiden.

5. Funktionsaufrufe

Extern “C”-Funktionen

  • Kompatibilität: Die Verwendung von extern "C" für Funktionen stellt sicher, dass Namensveränderungen, die zwischen C++-Compilern unterschiedlich sein können, vermieden werden. Dies fördert eine größere Kompatibilität und vereinfacht das Verlinken.

Stdcall Nicht-extern “C”-Funktionen

  • Einfachheit mit eingebauten Typen: Diese Funktionen können sicher verwendet werden, da sie eingebaute Parametertypen verwenden, die Konsistenz gewährleisten.

Non-stdcall Nicht-extern “C”-Funktionen

  • Vorsicht geboten: Funktionen mit benutzerdefinierten Parametertypen können Kompatibilitätsprobleme verursachen. Es wird empfohlen, dieses Design zu vermeiden, um eine bessere Sicherheit zu gewährleisten.

Zusätzliche Ressourcen

Für diejenigen, die tiefer in die Entwicklung eines plattformübergreifenden Plug-in-Systems eintauchen möchten, bietet das Dr. Dobb’s Journal eine hilfreiche Serie mit dem Titel “Building Your Own Plugin Framework: Part 1.” Diese Serie behandelt wesentliche Aspekte der Architektur, Entwicklung und Bereitstellung von C/C++-Plug-in-Frameworks und ist eine großartige Ressource für Entwickler.

Fazit

Die Erstellung eines sicheren und vielseitigen C++-Plug-in-Systems erfordert sorgfältige Überlegungen zu den Funktionen, die Sie implementieren möchten. Indem Sie sich an zuverlässige Strukturen wie vtable-Layouts, eingebaute Typen und kontrollierte Funktionsschnittstellen halten, können Sie eine Plug-in-Architektur entwickeln, die sowohl effektiv als auch compilerfreundlich ist. Angesichts der Weiterentwicklungen in der Entwicklungslandschaft wird es entscheidend sein, informiert und anpassungsfähig zu bleiben, um im Bereich der Plug-in-Systeme für alle C++-Entwickler zu bestehen.