Linux 动态库和静态库
今天主要介绍动静态库的制作和使用，对于库来说，大家肯定都不陌生，因为我们写代码基本都要使用库。今天我们来进一步学习库的知识吧~
目录
库的介绍
库的分类
库文件的命名
库的真实名字
查看可执行程序依赖的库
思考
静态库
制作静态库
使用静态库
总结
动态库
制作动态库
使用动态库
运行方法一
运行方法二
运行方法三
总结
补充
库的介绍
库的分类
一般库分为两种：动态库、静态库
在Linux中
如果是动态库：库文件是以.so作为后缀的！
如果是静态库：库文件是以.a作为后缀的！
在windows中
如果是动态库：库文件是以.dll作为后缀的！
如果是静态库：库文件是以.lib作为后缀的！
今天我们主要讨论Linux下的动静态库的制作和使用。
库文件的命名
库文件的命名：libXXX.so 或者 libYYYY.a-..
其实也就是lib加库名字，再加后缀，后缀后面可能还跟一些东西。
比如我们看一下系统库文件的命名：
[cyq@VM-0-7-centos test]$ ls /lib64/libc.so.6 -l
[cyq@VM-0-7-centos test]$ ls /lib64/libc-2.17.so -l
我们发现库文件名：libc-2.17.so
库的真实名字
去掉lib前缀，去掉.a- 或 .so-(包含后缀)之后的部分，剩下的就是库名称。
举个栗子:
libc-2.17.so：去掉前缀lib，去掉后缀.so，剩下的c-2.17就是库的真实名字。
查看可执行程序依赖的库
[cyq@VM-0-7-centos 库]$ ldd test
我们来查看一个可执行程序依赖的动态库：
我们可以发现这个这个可执行程序依赖的是动态库(直接去编译，linux默认是动态链接)。
如果我们静态链接方式去编译再来查看这个可执行程序依赖的库：
[cyq@VM-0-7-centos 库]$ gcc -o test test.c -static
[cyq@VM-0-7-centos 库]$ file test 
接下来才是今天的主要内容~
思考
库本身就是二进制文件，我们如何得知，一个库给我们提供了什么方法？
一套完整的库：库文件本身、头文件、说明文档
头文件是文本形式的，会说明库中暴露出来的方法的基本使用！
我们在C/C++中，为什么有时候写代码的时候，.h里面放上声明，.c/.cpp里面放入函数的定义？为什么要这么实现？
因为我们要制作库！
函数定义和函数实现进行分离，一是方便维护。还有一个原因是为了私密。因为有时候别人想使用我们的代码，但是我们又不能把源码发给别人，所以我们可以制作成库(库是二进制文件)，然后给别人使用，这样就保证了私密性。
静态库
制作静态库
我们在此之前，先创建add.h、add.c、sub.h、sub.c四个文件，.h文件里面写函数声明，.c文件里面写函数定义。
如下：
add.h
#pragma once
#include
int my_add(int x, int y); add.c
#include "add.h"
int my_add(int x, int y)
{
return x + y;
}sub.h
#pragma once
#include
int my_sub(int x, int y); sub.c
#include "sub.h"
int my_sub(int x, int y)
{
return x - y;
}Makefile
libmymath.a:add.o sub.o
ar -rc $@ $^
%.o:%.c
gcc -c $<
.PHONY:clean
clean:
rm -f libmymath.a *.o
.PHONY:output
output:
mkdir lib
cp libmymath.a lib
cp *.h lib实际上Makefile动作：
第一步就是把对应的.c文件生成对应的.o文件。
注意：我们不用写main函数，因为在链接之前每个文件预处理、编译、汇编(生成可重定向位的二进制文件)动作是独立的，只有到链接的时候才会相互交叉。补充：在vs环境下运行没有写main实际上报错就是链接错误~
第二步就是把生成的.o文件打包成库文件。
第三步，把库文件和.h头文件进一步打包，放在一起，就可以发布了。
第一步&第二步：
libmymath.a:add.o sub.o //我们生成libmymath.a库文件时，依赖目标是add.o和sub.o，如果在指定路径下(默认是当前路径)没有找到，就先会先找到add.o的生成方法。
ar -rc $@ $^ //ar是gnu归档工具，rc表示(replace and create)，意思就是，没有就创建，有的话就替代。这是打包静态库的工具。
%.o:%.c //当前路径下所有要生成的.o文件都要依赖%.c文件
gcc -c $< //把每个.c文件编译生成对应的.o文件。
第三步：
.PHONY:output //伪目标，总是可以被执行
output:
mkdir lib //创建一个目录
cp libmymath.a lib //把打包的静态库文件拷贝到该目录下
cp *.h lib //把当前目录下的所有.h文件拷贝到该目录下
最后：
.PHONY:clean
clean:
rm -f libmymath.a *.o //删除库文件和当前目录下的所有.o文件
接下来我们就来看一下这个过程：
这样，我们就生成好了我们的静态库lib，这样我们就可以发给别人了。
使用静态库
我们假设把制作好的lib库发送给friend_lib，然后friend_lib使用我们的库写代码时：
我们看到，在friend_lib目录下有我们给他的lib库，同时在friend_lib目录下写了一个test.c代码，使用了lib库。
test.c
#include "./lib/add.h"
#include "./lib/sub.h"
int main()
{
int x = 10;
int y = 20;
int r1 = my_add(x, y);
int r2 = my_sub(x, y);
printf("+: %d\n",r1);
printf("-: %d\n",r2);
return 0;
}运行指令：
[cyq@VM-0-7-centos friend_lib]$ gcc -o test test.c -I./lib -L./lib -lmymath
[cyq@VM-0-7-centos friend_lib]$ gcc -o test test.c -I./lib -L./lib -lmymath
-I./lib：告诉编译器，编译时到lib目录下找的头文件。(如果头文件指明了路径就可以不写)-L./lib：指定库路径。
-lmymath：告诉编译器，在指定的路径下，找哪个库，-l后面加库的真实名字。
实验如下：
总结
1、我们把自己写好的.c文件编译生成对应的.o文件。
2、使用归档工具ar -rc把生成的.o文件打包成静态库。
3、然后把打包的库和自己写的.h头文件放在一个目录下就可以给别人了。
我们给别人交付的其实就是一个库文件+一套头文件。
动态库
制作动态库
我们制作动态库方法和静态库类似，只是Makefile里面的细节不一样：
add.h
#pragma once
#include
int my_add(int x, int y); sub.h
#pragma once
#include
int my_sub(int x, int y); add.c
#include "add.h"
int my_add(int x, int y)
{
return x + y;
}sub.c
#include "sub.h"
int my_sub(int x, int y)
{
return x - y;
}Makefile
libmymath.so:add.o sub.o
gcc -shared -o $@ $^
%.o:%.c
gcc -fPIC -c $<
.PHONY:clean
clean:
rm -f libmymath.so *.o
.PHONY:output
output:
mkdir so
cp libmymath.so so
cp *.h so第一步就是把所有的.c文件生成对应的.o文件，同时借助-fPIC，生成位置无关码。
第二步将生成的.o文件打包成动态库，同时借助-shared，表示生成共享库格式。
第三步把生成的动态库和.h头文件放到一个目录下，就可以交付给别人了。
第一步&第二步：
libmymath.so:add.o sub.o //生成目标文件libmymath.so依赖add.o和sub.o，如果依赖的文件找不要的话，就向下执行依赖文件的生成方法。
gcc -shared -o $@ $^ //将生成的.o文件打包成动态库，-shared表示共享库格式
%.o:%.c //所有将生成的.o文件依赖对应的.c文件
gcc -fPIC -c $< //生成方法，-c就是生成.o文件，$<对应上面的%.o:%.c。
第三步：
.PHONY:output
output:
mkdir so //创建so目录
cp libmymath.so so //把libmymath.so动态库文件拷贝到so目录中。
cp *.h so //把当前目录下的所有.h文件拷贝到so目录中
实验效果：
这样生成的动态库交给别人了~
使用动态库
如果我们把上面打包好的动态库，给friend_dll。然后再friend里面写一个调用so动态库的函数，关系如下：
test.c
#include "./so/add.h"
#include "./so/sub.h"
int main()
{
int x = 10;
int y = 20;
int r1 = my_add(x, y);
int r2 = my_sub(x, y);
printf("+: %d\n",r1);
printf("-: %d\n",r2);
return 0;
}但可惜，我们如果直接编译，是没问题，但是我们运行就不对了：
那我可能就好奇了，我不是指明头文件路径了吗？我不是指明库路径了吗？我们也指明了是哪个库啊？为什么还是不行？
实际上我们那是在编译的时候指明了，等到运行可执行文件的时候还是要去库，这时候编译器就不知道了，因为没有人告诉它，这时候我们需要去再多做一步，在运行时"告诉编译器"库在哪。
静态库不存在这样的问题，因为他在编译的时候就已经把库拷贝进可执行程序里面了，运行时立马就能找到对应的库。
我们先用在上面讲过的ldd命令看看：
这时候我们就发现，我们的代码在运行时找不到我们的库！
我们曾经使用-I和-L以及-l选项是在编译期间告诉编译器到哪里去找，这时候已经生成了.o目标文件了，但是在运行时，却没有告诉编译器去哪里找我们要使用的库，换句话说，也就是环境变量里没有对应的搜索路径！
注意：这里说的环境变量不是PATH，PATH是保存搜索指令的路径的环境变量。这里的环境变量保存的是库文件的搜索路径。
之前的库，在系统默认路径下：/lib64、/usr/lib、/usr/include等，编译器是能够识别这些路径的。
在这里我们就知道了，安装软件其实就是把对应的库和头文件下载然后拷贝到默认目录下。
运行方法一
把我们的库路径拷贝到LD_LIBRARY_PATH环境路径下。
LD_LIBRARY_PATH
这是可以用来存放搜索库文件位置的路径的环境变量。
使用方法和PATH一致。
[cyq@VM-0-7-centos friend_dll]$ pwd
/home/cyq/practice/test/库/friend_dll
[cyq@VM-0-7-centos friend_dll]$ echo $LD_LIBRARY_PATH
:/home/cyq/.VimForCpp/vim/bundle/YCM.so/el7.x86_64
[cyq@VM-0-7-centos friend_dll]$ export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/cyq/practice/test/库/friend_dll/so
[cyq@VM-0-7-centos friend_dll]$ echo $LD_LIBRARY_PATH
:/home/cyq/.VimForCpp/vim/bundle/YCM.so/el7.x86_64:/home/cyq/practice/test/库/friend_dll/so
注意：路径精确到这个so动态库！！
这时候我们编译再ldd查看生成的可执行程序：
[cyq@VM-0-7-centos friend_dll]$ gcc -o test test.c -I./so -L./so -lmymath
我们发现test.c就可以找到对应的so库了：
这时候我们就可以运行了：
运行方法二
可以修改系统默认的库路径搜索路径。下面两个也是博主曾经介绍过的~
vim ~/.bash_profile
vim ~/.bashrc
这样做可以永久生效，但是严重不推荐，这样做会污染人家的库文件池。
运行方法三
配置全局的搜索路径。
需要在root用户下进行配置。
我们首先进入到/etc/ld.so.conf.d/目录下：
ld.so.conf.d：系统在搜索动态库时搜索路径。
[root@VM-0-7-centos ld.so.conf.d]# cd /etc/ld.so.conf.d/
我们看到当前目录下有很多.conf的文件，我们在这里也可以创建自己的文件，然后把对应的动态库路径保存进去：
[root@VM-0-7-centos ld.so.conf.d]# vim cyq.conf 
然后使用ldconfig让路径缓存更新一下：
[root@VM-0-7-centos ld.so.conf.d]# ldconfig
接着我们就可以在别的终端运行我们的代码了：
总结
如何制作库？
1、所有的源代码都要被编译成.o(可重定向目标文件)
2、将.o打包，使用ar -rc或者gcc -shared -fPIC进行打包
3、交付include和.a或者.so文件
如何使用？
具体看上面介绍。
补充
编译器动态链接优先、静态链接优先？
如果只提供静态库，我们只能将我们的库，静态链接到我们的程序中。
如果只提供动态库，我们只能将我们的库，动态链接到我们的程序中。
如果想既能动态链接，又能静态链接，这时候就应该提供两种库文件！
gcc、g++默认的是动态链接优先、release优先。
如果我们想静态链接就首先要安装静态库，因为，一般服务器可能没有内置语言的静态库，只有动态库。
静态库安装好之后，在编译的时候，在后面加 -static选项就可以静态链接了。
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