静态库与动态库

静态库

• 静态库实际就是一些目标文件（一般以.o结尾）的集合，静态库一般以.a结尾，只用于生成可执行文件阶段。
• 在链接步骤中，链接器将从库文件取得所需代码，复制到生成的可执行文件中。这种库称为静态库。其特点是可执行文件中包含了库代码的一份完整拷贝，在编译过程中被载入程序中。缺点就是多次使用就会有多份冗余拷贝，并且对程序的更新和发布会带来麻烦，如果静态库有更新，那么所有使用它的程序都需要重新编译、发布。

如何生成静态库？

# 1. 生成目标文件
gcc -c test.c -o test.o
# 2. 使用ar命令将test.o打包成libtest.a静态库
# 选项 r 更新或增加新文件到静态库
# 选项 c 不管是否存在都创建库
# 选项 s 创建文档索引（创建较大的库可缩短编译时间）
ar rcs libtest.a test.o
# 使用ar t libtest.a 查看静态库内容

生成静态库

动态库

• 动态库在链接阶段没有被复制到程序中，而是在程序运行时由系统动态加载到内存中供程序调用。
• 系统只需载入一次动态库，不同的程序可以得到内存中相同的动态库副本，节省内存开销。

如何生成动态库？

# 1. 生成目标文件
gcc -c test.c -o test.o
# 2. 使用 -fPIC(Position-Independent Code创建于地址无关的代码) 和 -shared生成动态库
gcc -shared -fPIC -o libtest.so test.o

生成动态库

实战

1. 编写工具代码tool.c 查找数组中最大值，并在main.c中进行调用

//tool.h
int find_max(int arr[], int n);

//tool.c
#include "tool.h"
int find_max(int arr[], int n){
    int max = arr[0];
    int i;
    for(i = 0; i < n; i++){
        if(arr[i] > max){
            max = arr[i];
        }
    }
    return max;
}

//main.c
#include 
#include "tool.h"

int main(){
    int arr[] = {1, 3, 4, 8, 2};
    int max = find_max(arr, 5);
    printf("max = %d\n", max);
    return 0;
}

2. 将tool.c编译成静态库
3. 编译可执行文件并链接静态库

# -l 指定要链接的库
# -L 按照指定库寻找路径（"." 代表当前目录）
gcc -o main main.c -L -ltool

实战静态库

我们可以通过 ls -lh 查看生成产物的大小，libtool.a只有918bytes而生成的main.exe却有156kb这么大,这是为什么呢？

静态库大小

我们可以通过 ldd main 查看可执行文件依赖了哪些库。原来我们还依赖了这么多库文件

依赖

我们在生成一次动态库试一试

1. 编译动态库

 gcc -shared -fPIC -o libtool.so tool.o

2. 链接动态库（当有同名静态库和动态库同时存在时，gcc会优先链接动态库）

 gcc -o main main.c -L. -ltool

3. 执行程序

​ 如果我们直接执行的话会报 No such file or directory 找不到可执行文件

​ 我们可以为执行程序设置环境变量 LD_LIBRARY_PATH=. ./main 设置除默认路径外查找共享库路径

静态库与动态库区别

载入时刻不同

• 静态库在程序编译时会链接到目标代码中，程序运行时不在需要静态库，因此体积较大。而且每次编译都需要载入静态代码，因此内存开销大。
• 动态库在程序编译时不会被链接到目标代码中，而是在程序运行时才被载入，程序运行时需要动态库存在，因此体积较小。而且系统只需载入一次，不同程序可以得到内存中相同的动态库副本，因此内存开销小。