linux系统下的“静态库和动态库”专题之一：库的概念和规则

1. 什么是库
   在windows平台和linux平台下都大量存在着库。
   本质上来说库是一种可执行代码的二进制形式，可以被操作系统载入内存执行。
   由于windows和linux的本质不同，因此二者的库也是不兼容的。
   本文仅限于介绍linux下的库。

2. 库的种类
   linux下的库有两种：静态库和共享库（动态库）。
   二者的不同点在于代码被载入的时刻不同。
   – 静态库的代码在编译过程中已经被载入可执行程序，因此体积较大。
   – 共享库的代码是在可执行程序运行时才载入内存的，在编译过程中仅简单的引用，因此代码体积较小。

3. 库存在的意义
   库是别人写好的现有的，成熟的，可以复用的代码，你可以使用但要记得遵守许可协议。
   现实中每个程序都要依赖很多基础的底层库，不可能每个人的代码都从零开始，因此库的存在意义非同寻常。
   共享库的好处是，不同的应用程序如果调用相同的库，那么在内存里只需要有一份该共享库的实例。

4. 库文件是如何产生的
   静态库的后缀是.a，它的产生分两步：
   – 由源文件编译生成一堆.o，每个.o里都包含这个编译单元的符号表；
   – ar命令将很多.o转换成.a，成文静态库；
   动态库的后缀是.so，它由gcc加特定参数编译产生。
   例如：$ gcc -fPIC -c *.c $ gcc -shared -Wl,-soname, libfoo.so.1 -o libfoo.so.1.0 *.

5. 库文件是如何命名的
   在linux下，库文件一般放在/usr/lib /lib下：
   – 静态库的名字一般为libxxxx.a，其中xxxx是该lib的名称；
   – 动态库的名字一般为libxxxx.so.major.minor，xxxx是该lib的名称，major是主版本号， minor是副版本号；

6. 如何知道一个可执行程序依赖哪些库
   ldd命令可以查看一个可执行程序依赖的共享库，例如：
   # ldd /bin/lnlibc.so.6
=> /lib/libc.so.6 (0×40021000)/lib/ld-linux.so.2
=> /lib/ld- linux.so.2 (0×40000000)
   可以看到ln命令依赖于libc库和ld-linux库。

7. 可执行程序在执行的时候如何定位共享库文件
   当系统加载可执行代码时候，能够知道其所依赖的库的名字，但是还需要知道绝对路径。
   此时就需要系统动态载入器(dynamic linker/loader)。
   对于elf格式的可执行程序，是由ld-linux.so*来完成的，它先后搜索elf文件的 DT_RPATH段—环境变量LD_LIBRARY_PATH—/etc/ld.so.cache文件列表—/lib/,/usr/lib目录找到库文件后将其载入内存

8. 新安装一个库之后如何让系统能够找到它
   如果安装在/lib或者/usr/lib下，那么ld默认能够找到，无需其他操作。
   如果安装在其他目录，需要将其添加到/etc/ld.so.cache文件中，步骤如下：
   – 编辑/etc/ld.so.conf文件，加入库文件所在目录的路径。
   – 运行ldconfig，该命令会重建/etc/ld.so.cache文件。

OK，本文先将linux下的静态库和动态库的概念介绍到此。下文【linux系统下的“静态库和动态库”专题之二：库的创建和使用】再继续介绍如何创建和使用他们。