Linux -C/C++静态链接库与动态链接库

一、静态链接库（.a / .lib）

静态链接库可以看做是一些目标文件（.o）的集合，在Linux系统中通常以.a结尾，在Window系统中通常以.lib文件结尾。

程序员利用静态链接库开发程序时，不需要将静态链接库的源码进行重新编译，只需要将.a/.lib文件与自己的.o/.obj文件进行链接即可。此外，如果你想将自己的函数提供给别人使用，但又不想直接将源码提供别比人，就可以生成静态链接库供别人使用。

下面的例子中，将hello.c编译为静态链接库libhello.a：

// hello.c
#include "hello.h"

void hello(){
	printf("Hello World!\n");
}

// hello.h
#ifndef __HELLO_H
#define __HELLO_H
#include 

void hello();

#endif

生成静态链接库的步骤如下：

1. 生成目标文件hello.o：

$ gcc -c hello.c

2. 创建静态链接库libhello.a，并向其中添加hello模块：

$ ar cr libhello.a hello.o

经过上述两个步骤可得到静态链接库文件：libhello.a

下面在main.c中使用libhello.a的hello函数：

// main.c
#include "hello.h"
int main(void)
{
	hello();
	return 0;
}

下面的gcc命令生成可执行文件main：

$ gcc -c main mian.c -L. -lhello

其中，-L.表示在当前路径搜索库文件，-lhello表示指定库文件为libhello.a。

执行结果：

$ ./main
Hello World!

综上，生成并使用静态链接库的命令为如下三条：

$ gcc -o hello.c						// 生成目标文件hello.o
$ ar cr libhello.a hello.o			// 生成静态链接库文件libhello.a
$ gcc -c main main.c -L. -lhello		// 使用静态链接库文件生成可执行文件main

二、动态链接库（.so / .dll）

静态链接库有如下两个主要的缺点：

1. 静态链接库在使用时被编译进了目标可执行文件，它的速度虽然快，但是造成了空间浪费。
2. 当对静态链接库进行修改后，必须对所有源代码进行重新编译，使用起来比较麻烦。

动态链接库可以解决以上两个问题：

1. 动态链接库在运行时才载入对应的模块，没有编译进可执行文件，可以实现多个实例共用一个动态链接库。
2. 由于动态链接库无需编译进可执行文件，因此修改动态链接库后无需对源代码进行重新编译。

还是以上面的hello程序作为例子来生成动态链接库libhello.so：

$ gcc -c -fPIC hello.c -o hello.o
$ gcc -shared hello.o -o libhello.so

编译main.c得到可执行文件main：

$ gcc -o main main.c -L. -lhello

执行可执行文件结果如下：

$./main
./main: error while loading shared libraries: libhello.so: cannot open shared object file: No such file or directory

下面两种方法可以解决这个问题：

1. 使用如下命令将libhello.so加入环境变量：

$ export LD_LIBRARY_PATH=`pwd`:$LD_LIBRARY_PATH		# pwd表示当前路径

2. 将libhello.so拷贝到/usr/lib文件夹中。

然后执行命令./main可得到期望结果：

$ ./main
Hello World!

综上，生成并使用动态链接库的命令为如下三条：

$ gcc -c fPIC hello.c -o hello.o
$ gcc -shared hello.o -o libhello.so
$ gcc -o main main.c -L. -lhello

其中，前两条命令可以合并：

$ gcc -fPIC -shared hello.c -o libhello.so
$ gcc -o main main.o -L. -lhello

其中，-fPIC 作用于编译阶段，告诉编译器产生与位置无关代码(Position-Independent Code)，则产生的代码中，没有绝对地址，全部使用相对地址，故而代码可以被加载器加载到内存的任意位置，都可以正确的执行。这正是共享库所要求的，共享库被加载时，在内存的位置不是固定的。