C# 关于LoadLibrary的疑问详解

关于 LoadLibrary 的疑问

Win32 API 中 LoadLibrary 函数的功能是加载某个库文件（通常是 dll 文件），然后返回 HMODULE 句柄，可以使用两个这个句柄来调用dll中的导出函数，一切似乎就这么简单。下面我们考虑深入一点，提出几个问题。

使用 Process Explorer 可以看到进程所加载的 dll，当然也可以看到使用 LoadLibrary 函数所加载进来的 dll。一个dll被某个进程加载后，这个dll就表现为被占用了（不能被更改、不能删除）。那问题就来了，LoadLibrary是怎样占用一个dll文件的呢？是用CreateFile函数打开的吗？我们先不急着解答此问题。更进一步我们发现，在Process Explorer 进程的handle 列表中[1]并没有发现哪个handle跟被加载的dll相关，这个问题又跟前面的问题发生了矛盾，既然dll被占用了，为什么不存在handle与被占用dll文件相关呢？

别急，下面我们将会解答上面提出的两个问题。不过在解答之前，我们先做个知识铺垫。我们都知道，在 Windows 中去占用一个文件最直接、最简单的方式就是调用 CreateFile API 函数来打开文件，读者可以试着写个 Demo 使用 CreateFile 来打开某个文件，打开文件后，使用 Process Explorer 就可以看到被载入文件的句柄（注意Vista、Win7中的进程完整度级别问题）。具体原因：CreateFile会创建一个内核对象，与被打开的文件相关，Process Explorer 可以查看内核对象，当然就可以看到刚才被打开的文件句柄了。

有了上面的知识铺垫，我们可以开始解答上述第二个问题了。dll被载入后，为什么不存在handle与被占用dll文件相关的问题。仔细阅读关于 Windows 内核对象的文档可以发现，Windows 内核对象在编码上使用 HANDLE 类型来表述的，有文件、管道、油槽、事件等等，并且是由 CloseHandle 函数来予以关闭。而LoadLibrary 返回的是一个HMODULE，由 FreeLibrary 释放，其并非内核对象，而 Process Explorer 的handle列表只会显示内核对象句柄。所以这就解释了上述的第二个问题。

LoadLibrary既然没有创建内核对象（由HANDLE来表述的对象）来占用dll文件，那它是怎样将文件占用的呢？不过完全可以肯定的一点是，不是用 CreateFile 来打开的，如果用 CreateFile 来打开文件，则应该可以在 Process Explorer 列表中看到。要解释此问题，我们可以试着写个程序，然后调试到 LoadLibray 中[2]，看看其究竟是怎样占用dll文件的。经过逐步深入调试发现，LoadLibrary 最终是调用 Windows DDK（Windows Driver Develop Kit）函数 ZwOpenFile 来实现文件被占用的。具体函数调用栈信息如下：

       ntdll.dll!_ZwOpenFile@24()  + 0xa bytes 

      ntdll.dll!_LdrpFindOrMapDll@24()  + 0x2c36 bytes

      ntdll.dll!_LdrpLoadDll@24()  + 0x145 bytes    

      ntdll.dll!_LdrLoadDll@16()  + 0x74 bytes

      KernelBase.dll!_LoadLibraryExW@12()  + 0x120 bytes  

      kernel32.dll!_LoadLibraryW@4()  + 0x11 bytes      

      Te.exe!wmain(int argc, wchar_t * * argv)  Line 16 + 0xd bytes       C++

      Te.exe!__tmainCRTStartup()  Line 552 + 0x19 bytes C

      Te.exe!wmainCRTStartup()  Line 371 C

      kernel32.dll!@BaseThreadInitThunk@12()  + 0x12 bytes

      ntdll.dll!___RtlUserThreadStart@8()  + 0x27 bytes  

      ntdll.dll!__RtlUserThreadStart@8()  + 0x1b bytes    

ZwOpenFile 为 Windows DDK 函数，跟 CreateFile 等用户态函数不同，此函数打开文件并占用之，但其不创建内核对象。所以这就解释了，为什么使用 LoadLibrary 函数加载 dll 后，在 Process Explorer 的 handle 列表中看不到对应的 dll，而dll又被占用的原因。简而言之，就是使用了打开文件函数来打开文件，但此函数跟 CreateFile 不同，不会创建内核对象handle。

[1] 开启 Process Explorer 的handle列表方式为：View à Lower Pane View à Handles

[2] 关于怎样调试进入到 Windows API 中的方法，可以查看我的另一篇文章：调试 Windows API