如何理解静态库与动态库

究竟什么是库：

日常生活中有很多所谓的库，比如车库啊，优衣库啊，甚至还有一库（日语）咳咳。然后对程序员来说，所谓的库，即是程序库，当一段代码十分耐用，又经过了世人的检验，那么我就说，该程序可以入库，而入库就以为着，你要为世人所用，给世界造福，我们写代码之所以没那么累，就是因为有大量的前辈封装了许许多多的库给我们使用。

标准来说：程序库(library),就是一个可供使用的各种标准程序、子程序、文件以及它们的目录等信息的有序集合。 汇集在一起的经常应用的程序。

库的两种形式

本质上来说库是一种可执行代码的二进制形式，可以直接载入内存执行。库有两种：静态库（.a、.lib）和动态库（.so、.dll）。

所谓静态、动态是指链接时的方式不一样而造成的差异。回顾一下，将一个程序编译成可执行程序的步骤：预编译-》编译-》汇编-》链接-》可执行程序

预编译过程主要做4件事：

①展开头文件
在写有#include 或#include "filename"的文件中，将文件filename展开，通俗来说就是将fiename文件中的代码写入到当前文件中；
②宏替换
③去掉注释
④条件编译
即对#ifndef #define #endif进行判断检查，也正是在这一步，#ifndef #define #endif的作用体现出来，即防止头文件被多次重复引用

编译

将代码转成汇编代码，并且在这个步骤中做了两件很重要的工作：
①编译器在每个文件中保存一个函数地址符表，该表中存储着当前文件内包含的各个函数的地址；
②因为这步要生成汇编代码，即一条一条的指令，而调用函数的代码会被编译成一条call指令，call指令后面跟的是jmp指令的汇编代码地址，而jmp指令后面跟的才是“被调用的函数编译成汇编代码后的第一条指令”的地址，但是给call指令后面补充上地址的工作是在链接的时候做的事情。

汇编

将汇编代码转成机器码

链接

编译器将生产的多个.o文件链接到一起生成一个可执行.exe文件；
但是在这个过程中，编译器做的一个重要的事情是将每个文件中call指令后面的地址补充上；方式是从当前文件的函数地址符表中开始找，如果没有，继续向别的文件的函数地址符表中找，找到后填补在call指令后面，如果找不到，则链接失败。

静态库

之所以成为【静态库】，是因为在链接阶段，会将汇编生成的目标文件.o与引用到的库一起链接打包到可执行文件中。因此对应的链接方式称为静态链接。

试想一下，静态库与汇编生成的目标文件一起链接为可执行文件，那么静态库必定跟.o文件格式相似。其实一个静态库可以简单看成是一组目标文件（.o/.obj文件）的集合，即很多目标文件经过压缩打包后形成的一个文件。静态库特点总结：

1. 静态库对函数库的链接是放在编译时期完成的。

2. 程序在运行时与函数库再无瓜葛，移植方便。

3. 浪费空间和资源，因为所有相关的目标文件与牵涉到的函数库被链接合成一个可执行文件。

4. Linux下使用ar工具、Windows下vs使用lib.exe，将目标文件压缩到一起，并且对其进行编号和索引，以便于查找和检索。

其流程如下图所示：

动态库

为什么需要动态库，其实也是静态库的特点导致。

1. 第一个问题是静态库会造成空间的浪费
2. 另一个问题是静态库对程序的更新、部署和发布页会带来麻烦。如果静态库liba.lib更新了，所以使用它的应用程序都需要重新编译、发布给用户（对于玩家来说，可能是一个很小的改动，却导致整个程序重新下载，全量更新）。

动态库在程序编译时并不会被连接到目标代码中，而是在程序运行是才被载入。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，规避了空间浪费问题。动态库在程序运行是才被载入，也解决了静态库对程序的更新、部署和发布页会带来麻烦。用户只需要更新动态库即可，增量更新。

动态库特点总结：

1. 动态库把对一些库函数的链接载入推迟到程序运行的时期。

2. 可以实现进程之间的资源共享。（因此动态库也称为共享库）

3. 将一些程序升级变得简单。

4. 甚至可以真正做到链接载入完全由程序员在程序代码中控制（显示调用）。

5. Window与Linux执行文件格式不同，在创建动态库的时候有一些差异。

6. 在Windows系统下的执行文件格式是PE格式，动态库需要一个DllMain函数做出初始化的入口，通常在导出函数的声明时需要有_declspec(dllexport)关键字。

7. Linux下gcc编译的执行文件默认是ELF格式，不需要初始化入口，亦不需要函数做特别的声明，编写比较方便。

8. 与创建静态库不同的是，不需要打包工具（ar、lib.exe），直接使用编译器即可创建动态库。

区别与联系
二者的不同点在于代码被载入的时刻不同。

1. 静态库的代码在编译过程中已经被载入可执行程序,因此体积比较大。
2. 动态库(共享库)的代码在可执行程序运行时才载入内存，在编译过程中仅简单的引用，因此代码体积比较小。
   不同的应用程序如果调用相同的库,那么在内存中只需要有一份该动态库(共享库)的实例。
3. 静态库和动态库的最大区别,静态情况下,把库直接加载到程序中,而动态库链接的时候,它只是保留接口,将动态库与程序代码独立,这样就可以提高代码的可复用度，和降低程序的耦合度。
4. 静态库在程序编译时会被连接到目标代码中，程序运行时将不再需要该静态库。
5. 动态库在程序编译时并不会被连接到目标代码中，而是在程序运行是才被载入，因此在程序运行时还需要动态库存在

参考：https://www.cnblogs.com/mhq-martin/p/11898245.html
https://blog.nowcoder.net/n/8e07e78a703c413c916d0f830b8ceda7