Linux学习之制作静态库和动态库

写在前面：

我的Linux的学习之路非常坎坷。第一次学习Linux是在大一下的开学没多久，结果因为不会安装VMware就无疾而终了，可以说是没开始就失败了。第二次学习Linux是在大一下快放暑假（那个时候刚刚过完考试周），我没什么事做就又重拾Linux，不服输的我选择再战Linux，这一次学习还算顺利，虽然中间有些小插曲但是不影响整体学习进度， 我看着B站上的视频一点点学习Linux，基本上把Linux的基础指令学完了。学完之后我又遇到问题了，视频基本上到这就结束了，而我却不知道下一步该学什么，于是就没怎么碰Linux，结果没过多长时间我就把学的Linux指令忘的一干二净。现在是我第三次学习Linux，我决定重新开始学Linux，同时为了让自己学习的效果更好，我选择以写blog的形式逼迫自己每天把学习到的Linux知识整理下来。这也就是我写这个系列blog的原因。

动态库和静态库的理论对比

• 静态库在文件中静态展开，所以有但多少文件就展开多少次，非常吃内存，100M的文件展开一百次就是1G。但是这样的好处是静态加载的速度快。
• 动态库使用时，会讲动态库加载到内存，10个文件也只需要加载一次，然后将这些文件用到库时候临时去加载，速度慢一些，但是很省内存。
  

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静态库的制作

1. 写好源代码。下面我以写一个可以四则运算的静态库的为例）
   

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2. 编译源代码生成 .o文件。
   

可能有些童鞋没学过编译的四个过程，下面我来介绍一下

1. 预处理： 展开宏，头文件，替换编译条件，删除注释，空行，空白。
2. 编译： 检查语法规范。
3. 汇编： 将汇编指令翻译成机器指令。
4. 链接： 数据段合并，地址回填。

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关于gcc常用的编译参数

• -I：指定头文件所在目录位置。
• -c：只做预处理，编译，汇编。得到二进制文件。
• -g：编译时添加调试文件，用于 gdb 调试。
• -Wall：显示所有警告信息。
• -D：向程序中“动态”注册宏定义
• -L：指定动态库路径。
• -l：指定动态库库名。

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3. 制作静态库
   命令：ar rcs lib库名.a file1.o file2.o ...
   

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4. 制作头文件
   如果我们直接使用静态库gcc test.c lib库名.a -o a.out,就会有以下警告。
   
   为了防止出现以上警告，我们就要做一个头文件来包含函数声明（当然你也可以直接在test中声明，但这体现我们的水平）
   

左边的 define 为头文件守卫，防止在代码中多次 include 头文件，多次展开静态库，带来的额外开销

接下来我们再来编译，这样就不会就有警告报错了。

最后-I ...是写头文件的地址

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动态库的制作

1. 编写源代码
   

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2. 生成位置无关的.o 文件
   命令：gcc -c add.c -o add.o -fPIC

使用这个参数-fPIC过后，生成的函数就和位置无关，挂上@plt 标识，等待动态绑定

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3. 使用制作动态库
   命令:gcc -shared -o lib库名.so file1.o file2.o ....
   

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4. 编译程序
   命令：gcc test,c -o test -l 库名 -L 路径 -I 头文件的位置

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5. 执行文件，然后出错。
   

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6. 出错原因及解决方法

• 出错原因分析：
  • 连接器：工作于链接阶段，工作时需要 -l 和 -L
  • 工作于程序运行阶段，工作时需要提供动态库所在目录位置
• 解决方法：
  1. 通过环境变量指定动态库所在位置：export LD_LIBRARY_PATH=动态库路径。但是这个方法有个弊端，当关闭终端，再次执行a.out 时，又报错。这是因为，环境变量是进程的概念，关闭终端之后再打开，是两个进程，环境变量发生了变化。
     
  2. 写入终端配置文件。 步骤如下：
     • vi ~/.bashrc
     • 写入 export LD_LIBRARY_PATH=动态库路径
     • . .bashrc/ source 或者.bashrc / 或者重启 终端 —> 让修改后的.bashrc 生效
     • ./a.out 成功！！！
  3. 配置文件法。步骤如下：
     • sudo vi /etc/ld.so.conf
     • 写入 动态库绝对路径 保存
     • sudo ldconfig -v 使配置文件生效。
     • ./a.out 成功！！！— 使用ldd a.out查看

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写在最后

个人亲身经验：我们学习的一系列Linux命令，一定要自己亲手去敲。不要只是看别人敲代码，不要只是停留在眼睛看，脑袋以为自己懂了，等你实际上手去敲会发现许许多多的这样那样的问题。正可谓“键盘敲烂，月薪过万”

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如果你觉得我写题解还不错的，请各位王子公主移步到我的其他题解看看

1. 数据结构与算法部分（还在更新中）：

• C++ STL总结 - 基于算法竞赛（强力推荐）
• 动态规划——01背包问题
• 动态规划——完全背包问题
• 动态规划——多重背包问题
• 动态规划——分组背包问题
• 动态规划——最长上升子序列（LIS)
• 二叉树的中序遍历（三种方法）
• 最长回文子串
• 最短路算法——Dijkstra（C++实现）
• 最短路算法———Bellman_Ford算法（C++实现）
• 最短路算法———SPFA算法（C++实现）
• 最小生成树算法———prim算法（C++实现）
• 最小生成树算法———Kruskal算法（C++实现）
• 染色法判断二分图（C++实现）

2. Linux部分（还在更新中）：

• Linux学习之初识Linux
• Linux学习之命令行基础操作
• Linux学习之基础命令（适合小白）
• Linux学习之权限管理和用户管理

✨总结

“种一颗树最好的是十年前,其次就是现在”
所以,
“让我们一起努力吧,去奔赴更高更远的山海”

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