python如何生成dll

使用python创建生成动态链接库dll

如今，随着深度学习的发展，python已经成为深度学习研究的第一语言。大多数深度学习工具包都有python版本，很多重要的算法都有python版本。为了将这些算法应用到具体的项目中，这些工具包还提供了不同类型的接口。

动态链接库（.dll、.so）是系统开发中一种非常重要的跨语言协作方式。将python语言编写的算法编译成动态库，可以被其他语言调用，可以大大提高算法的开发效率。

但是，虽然python可以调用其他语言生成的动态库，但是作为脚本语言，python本身并不能直接编译生成动态库。为了生成动态库，我们使用cython将python脚本转成c语言文件。具体过程通过一个简单的例子来说明。

def str_add(str1,str2):  
    return int(str1) + int(str2)

此代码将两个数字的字符串转换为数字并将它们相加。我们将此代码保存为 run.py 以进行备份。根据cython语法，我们给出函数的cython版本：

cdef public str_add(str1,str2):
    return int(str1) + int(str2)

与之前的python版本相比，cdef替换了def，增加了public关键字，表示这个函数是要导出的。将此代码保存为 pyx 文件，例如 run.pyx。

接下来，我们执行以下命令，将这段代码变成C语言版本：

cython run.pyx

此时目录下会生成两个文件run.h和run.c。这两个文件通过调用python的C-API实现run.py代码的功能。

接下来，我们编写动态库的主文件dllmain.c：

#include <Python.h>
#include <Windows.h>
#include "run.h"
 
extern __declspec(dllexport) int __stdcall _str_add(const char * a, const char * b) {
    return PyLong_AsLong(str_add(PyUnicode_FromString(a),PyUnicode_FromString(b)));<br>
}
 
BOOL WINAPI DllMain(HINSTANCE hinstDLL,DWORD fdwReason,LPVOID lpReserved) {
    switch( fdwReason ) {
        case DLL_PROCESS_ATTACH:
            Py_Initialize();
            PyInit_run();  #dll初始化的时候调用，这是python3的写法，python2改成，initrun()。参见生成的run.h
            break;
        case DLL_PROCESS_DETACH:
            Py_Finalize();
            break;
    }
    return TRUE;
}

该文件定义了导出函数_str_add。在python中，所有数据都存储在pyobject中。该函数通过PyUnicode_FromString将两个字符串转换为python对象类型，调用run.h中的函数str_add进行求和，通过PyLong_AsLong函数将结果从python对象转换为整数。

我们可以通过如下命令，将这个代码编译生成dll：

cl /LD dllmain.c run.c -IC:\python36\include C:\python36\libs\python36.lib

这里python的路径是根据python在不同电脑上的安装位置来调整的。

生成的dll，我们写个简单调用，测试一下：

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
extern __declspec(dllexport) int __stdcall _str_add(const char * a, const char * b);
 
#pragma comment(lib,"dllmain.lib")
 
int main()
{
  printf("%d \n", _str_add("123","456"));
  return 0;
}

输出结果： 579，正好等于123+456。

通过以上步骤，我们已经能够将python代码实现的功能封装成动态库了。但是，这个动态库不能在没有安装 python 的机器上运行。事实上，python代码通常需要很多依赖才能运行。而且，每段代码所需要的依赖都是不同的。为了找到这些包，我们使用了另一个工具，pyinstaller。具体步骤如下：

(1) virtualenv envpack #新建环境，python包依赖比较复杂，新建环境可以减少最后引入包；

（2）cd envpack # 进入目录；

(3)#将run.py复制到该目录下，run.py运行所需的包与最终dll所需的包相同；

（4）Scripts\activate # 激活并切换到virtualenv环境；

（5）pip install pyinstaller # 安装打包工具pyinstaller；

（6）pip install numpy # 安装numpy等脚本需要的库,查看你的import；

（7）pyinstaller run.py # 打包命令；

（8）Scripts\deactivate # 打包成功后，使用命令取消激活环境；

(9) 需要打包的文件在envpack\dist中，包括很多.dll和.pyd文件，可以和dll一起发布。