linux入门到精通-第五章-动态库和静态库

参考

动态库和静态库

概述

链接分为两种:静态链接、动态链接

1、静态链接

静态链接: 由链接器在链接时将库的内容加入到可执行程序中
优点:

• 对运行环境的依赖性较小，具有较好的兼容性

缺点:

• 生成的程序比较大，需要更多的系统资源，在装入内存时会消耗更多的时间
• 库函数有了更新，必须重新编译应用程序

2 、动态链接

动态链接: 连接器在链接时仅仅建立与所需库函数的之间的链接关系，在程序运行时才将所需资源调入可执行程序。
优点:

• 在需要的时候才会调入对应的资源函数
• 简化程序的升级;有着较小的程序体积
• 实现进程之间的资源共享(避免重复拷贝)

缺点:

• 依赖动态库，不能独立运行
• 动态库依赖版本问题严重

3 、静态、动态编译对比

前面我们编写的应用程序大量用到了标准库函数，系统默认采用动态链接的方式进行编译程序，若想采用静态编译，加入-static参数
以下是分别采用动态编译、静态编译时文件对比
测试程序(test.c)如下:

#include 
int main(void)
{
	printf("he11o world n");
	return 0;
}

编译:

# 动态库
deng@itcast:-/test$ gcc test.c -o test share
# 静态库
deng@itcast:-/test$ gcc -static test.c -o test_static

结果对比:

静态库和动态库简介

所谓“程序库”，简单说，就是包含了数据和执行码的文件。其不能单独执行，可以作为其他执行程序的一部分来完成模型功能。
库的存在可以使得程序模块化，可以加快程序的再编译，可以实现代码重用,可以使得程序便于升级。
程序库可分入静态库(static library)和共享库(shared library)。

传统编译

定义add.h

#ifndef __ADD_H__
#define __ADD_H__

int add(int x, int y);

#endif /*__ADD_H__*/

定义add.c

#include "add.h"

int add(int x, int y) {
     return x + y;

}

定义sub.h

#ifndef __SUB_H__
#define __SUB_H__

int sub(int x, int y);

#endif /*__SUB_H__*/

sub.c

#include "sub.h"

int sub(int x, int y) {
     return x - y;

}

定义测试程序test.c

#include 
#include "add.h"
#include "sub.h"

int main(void)
{
    int x = 15;
    int y = 5;

    printf("x + y = %d\n", add(x, y));
    printf("x - y = %d\n", sub(x, y));

    return 0;
}

编译运行

### 编译
```bash
gcc add.c sub.c test.c
# 或者
gcc *.c

执行

./a.out

静态库制作和使用

静态库可以认为是一些目标代码的集合，是在可执行程序运行前就已经加入到执行码中，成为执行程序的一部分。按照习惯一般以”.a”做为文件后缀名。静态库的命名一般分为三个部分:

• 前缀: lib
• 库名称:自己定义即可
• 后缀:.a
  所以最终的静态库的名字应该为: libxxx.a

1、创建静态库的过程

• 步骤1: 将c源文件生成对应的.o文件

deng@itcast:-/test/3static_lib$ gcc -c add.c -o add.o
deng@itcast:-/test/3static_lib$ gcc -c sub.c -o sub.o
deng@itcast:-/test/3static_lib$ gcc -c mul.c -o mul.o
deng@itcast:-/test/3static_lib$ gcc -c div.c -o div.o

• 步骤2: 使用打包工具ar将准备好的.o文件打包为.a文件 libtest.a

deng@itcast:-/test/3static lib$ ar -rcs libtest.a add.o sub.o mulo div.o

在使用ar工具是时候需要添加参数: rcs

• r 更新
• c 创建
• s 建立索引

2、使用静态库

静态库制作完成之后，需要将.a文件和头文件一起发布给用户。
假设测试文件为main.c，静态库文件为libtest.a头文件为head.h编译命令:

deng@itcast:-/test/4static$ gcc test.c -I./ -L./ -ltest -o test

参数说明:

• -I: 表示要连接的库的头文件所在目录
• -L:表示要连接的库所在目录
• -I(小写L):指定链接时需要的库，去掉前缀和后缀

动态库制作和使用

共享库在程序编译时并不会被连接到目标代码中，而是在程序运行时才被载入。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，规辟了空间浪费问题
动态库在程序运行时才被载入，也解决了静态库对程序的更新、部署和发布也会带来麻烦。用户只需要更新动态库，增量更新。
按照习惯,一般以“.so”做为文件后缀名。共享库的命名般分为三个部分

• 前缀: lib
• 库名称: 自己定义即可
• 后缀: .so
  所以最终的动态库的名字应该为: libxxx.so

1、创建动态库的过程

1）、生成目标文件，此时要加编译选项：-fPIC （fpic）

gcc -fPIC -c add.c
gcc -fPIC -c sub.c

参数: -fPIC 创建与地址无关的编译程序 (pic，position independent code) ，是为了能够在多个应用程序间共享。

2）、 生成共享库，此时要加链接器选项:-shared (指定生成动态链接库)

gcc -shared add.o sub.o -o libtest.so

3）、通过nm命令查看对应的函数

root@sony-HP-Notebook:/usr/local/cpp_demo/library#  nm libtest.so | grep add
00000000000010f9 T add

2、使用动态库

编译执行文件

gcc test.c -I./  -L./ -ltest

通过ldd命令查看可执行问价噢爱你依赖的动态库

$# ldd a.out 
linux-vdso.so.1 (0x00007ffc2eb32000)
libtest.so (0x00007ff241178000)
libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007ff240f71000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007ff241184000)

执行

nm libtest.so | grep add

• 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 D_ RPATH段一 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

让系统找到动态库

• 拷贝目录，拷贝自己制作的共享库到/lib或者/usr/lib(不能是/lib64目录)

• 临时设置LD_LIBRARY_PATH:export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:库路径

• 永久设置1,把export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:库路径，设置到~/.bashrc或者/etc/profile文件中

# 编辑.bashrc最后一行添加如下内容:
deng@itcast:-/share/3rd/2share test$ vim ~/.bashrc
export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/cpp_test/library/test
# 或者执行文件夹
export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/cpp_test/library/
# 使环境变量生效
source ~/.bashrc

• 永久设置2,将其添加到 /etc/ld.so.conf文件中
  编辑/etc/ld.so.conf文件，加入库文件所在目录的路径
  运行sudo ldconfig -v，该命令会重建 /etc/ld.so.conf

sudo vim /etc/ld.so.conf
# 文件最后添加动态库路径（绝对路径）
/usr/local/cpp_test/library/test
# 使生效
sudo ldconfig -v

• 符号链接：一定要使用绝对路径

sudo ln -s /usr/local/cpp_demo/library/libtest.so /lib/libtest.so