linux c/c++ 动态库和静态库的生成与使用

一.写在前面    

     本文仅仅是总结了，静态库，动态库的使用及基本编译方法。至于库本身的格式，内存地址等较底层问题，则等有时间放到操作系统一类的文章中研究。下面开始正题吧。

二.介绍

     从源代码到可执行程序，通常要经过最重要的两大步是：编译，链接。编译就是将源文件生成中间文件的过程，在linux下就是生成   .obj  文件。链接就是用链接器将，这些个中间文件有序地”糅合“在一起，构成一个可执行文件。通常，一个.c文件或者.cpp源文件编译后，就会对应生成一个.obj文件。     

     那么库文件是什么东西呢？其实库文件就是将这些中间文件.obj进行打包生成的文件。那么为什么要将这些obj文件打包成库文件呢？一个很重要的原因是，方便代码复用。通常，我们都会有自己写的一些公用的函数，一般是一些工具类的函数。然后再不同的项目中，经常会引用到这些公用的函数。显而易见的做法是，将公用函数的.h文件和.cpp文件分别丢到某个项目的.h文件目录或.cpp文件目录中，编译的时候也跟对待其他的源文件一样调用g++或者gcc进行编译。如果是引用的第三方文件不多还好，要是使用到了一些大型的第三方库比如zlib，openssl等，那么编译这些库都得花很长的时间。

     那么那些懒的程序员就想到了一个办法，只编译一次，并将这些第三方库编译后生成的中间文件全部保留下来，下次可以直接用了。那么又来了个问题，加入某个第三方库有许多源文件，那岂不是要保存好多.obj文件？？至少看起来，目录都是乱糟糟的。因此，就想到了一个办法将这些个.obj文件打包起来放在一起，也就产生了所谓的库文件。

     链接的时候又有问题了，如果这些第三方库很大或者很多，直接将项目自己的中间文件跟第三方库文件链接成可执行程序，最终这个程序一定非常臃肿，挺占空间。而且关键是，执行程序的时候，会将程序丢到内存里去，那么如果多个程序同时调用了这些第三方库，那么在内存里，可能会存在两份第三方库的拷贝，貌似挺占内存。好的，聪明的程序员又想到好办法了，生成动态库，链接的时候不会将第三库文件”糅合“进可执行程序中，程序占的硬盘变小了。第二，当程序运行时，会将第三方库丢进内存中，但是如果有多个程序也动态链接了这个第三方库，内存中只会有一份拷贝，也就是多个程序共享一个第三方库，哈，内存占用解决了。

三.制作库文件

     1，制作静态库文件

          使用linux下的ar命令可以打包中间文件生成静态库文件。通过man ar查看ar的具体用法。一般可以使用 ar -crv 来产生静态库。比如：

          g++ -g -c add.cpp  生成add.o

          g++ -g -c sub.cpp  生成sub.o

          ar -crv libmymth.a add.o sub.o生成归档文件，也就是我们的静态库文件。

     2 ，制作动态库文件

          g++ -fPIC -g -c add.cpp 生成add.o

          g++ -fPIC -g -c sub.cpp 生成sub.o

          -fPIC选项是为了生成与地址无关的编译程序，这样让中间文件能够在多个程序中共享

          g++ -shared -o libmymath.so add.o sub.o 生成相应的动态库

          或者直接合成一步：

          g++ -shared -fPIC -o libmymath.so add.cpp sub.cpp

 四.使用库文件

    动态库或者静态库都可以在链接的时候，使用 -l 进行链接。但是要注意的是，-l 选项只会在特定的目录里去寻找指定的库文件。这些特定的目录指的是 /usr/lib，还有$LD_LIBRARY_PATH指定的路径，还有ld.so.cache中的缓存内容。其中ld.so.cache是通过ldconfig命令来生成的，改命令会读取 /etc/ld.so.conf文件中的目录列表，并写入ld.so.cache文件中。

     因此常规的做法是，将生成的库文件直接丢到 /usr/lib下，或者放到$LD_LIBRARY_PATH的某一个目录中，或者再/etc/ld.so.conf中配置库文件所在的目录。这样链接器就可以找到库文件。

     特别的，对于动态库。程序在运行的时候还会寻找动态库文件，如果链接的时候存在动态库而运行的时候不存在动态库，也会报错。静态库就不一样，只要链接的时候存在库文件就行了，应为库文件和其他中间文件一起打包进了最终的二进制文件。

     例子：

          假设你把生成的库文件放到了上述链接器可以找到的地方，那么你可以这样链接你的程序：

               g++ -o main main.o -lmymath  

          

          另外g++提供了一个 -L选项用来指定库文件的目录，例如假设你的库文件放在了 /root/data/lib下，那么你可以这样链接你的程序：

               g++ -o main main.o -L/root/data/lib -lmymath

          这样链接后生成的程序，如果是链接了静态库，就可以直接正常运行。但是如果是链接的动态库，那么在运行程序的时候，通常都会报错显示找不到动态库。原因上面已经提过了，链接的时候指定了动态库的目录，但是运行的时候没有指定动态库的目录，解决的办法是，将动态库丢到链接器搜寻的目录下。

参考：

    http://blog.jobbole.com/86852/
                                                                                                             by mzy