探索静态库与动态库的“奥秘”

探索静态库与动态库的“奥秘”

什么是库？

所谓“库”，就是稳定成熟的可以复用的代码；库从本质上来说是一种可执行代码的二进制形式，可以被操作系统载入内存执行。

库有两种：静态库（.a(linux)、.lib(windows)）和动态库（.so(linux)、.dll(windows)）。

所谓静态、动态是指链接,可以看下编译链接的过程：

库与可执行文件区别：

库文件无法直接执行，从生产库的源码中可以查看出，源码是没有函数，都是一些函数模块的定义和实现，由于没有主入口，所以无法直接运行库。

静态库是什么？

静态库实际就是一些目标文件(一般以结尾)的集合，静态库一般以结尾，只用于链接生成可执行文件阶段。这里注意区分下环境下是以结尾的，而环境下是以结尾的（我这里就使用版本进行，文章就主要以环境进行撰写）

在链接步骤中，连接器将从库文件取得所需的代码，复制到生成的可执行文件中。这种库称为静态库；

特点：

可执行文件中包含了库代码的一份完整拷贝

缺点:

缺点就是被多次使用就会有多份冗余拷贝。

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;

静态库生成

创建静态库的步骤：

写源文件，通过 生成目标文件。

用 归档目标文件，生成静态库。（ar cr libhello.a hello.o）

使用静态库中函数的头文件。

使用静态库时，在源码中包含对应的头文件，链接生成的静态库。

生成静态库案例

文件：

制作动态库：

先编译生成链接文件

归档，生成静态库

函数调用

链接

通过使用makefile做到自动化

使用会构建出，使用生成可执行文件；

动态库是什么？

下动态库文件的文件名形如 ，其中so是 Shared Object 的缩写，即可以共享的目标文件。

动态库**在链接阶段没有被复制到程序中，而是程序在运行时由系统动态加载到内存中供程序调用。

特点：

使用动态库的优点是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的副本

优点：

节省了内存

动态库生成

创建动态库的步骤：

编写源文件。

将一个或几个源文件编译链接，生成共享库。

通过 的选项链接生成的。

把放入链接库的标准路径，或指定 ，才能运行链接了的程序。

生成动态库案例

还是上面的代码，这里直接使用上面的代码进行动态库的生成和使用

制作动态库：

先编译生成链接文件

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。

生成动态库（链接器选项-shared）

其实可以一步就生成：

函数调用

我们发现，明明我们的动态库就在当前目录下，为什么会找不到呢？

如何让系统能够找到它：

编辑/etc/ld.so.conf文件，加入库文件所在目录的路径

运行ldconfig ，该命令会重建/etc/ld.so.cache文件

如果安装在/lib或者/usr/lib下，那么ld默认能够找到，无需其他操作。

如果安装在其他目录，需要将其添加到/etc/ld.so.cache文件中，步骤如下：

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 DT_RPATH段—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。

我们直接将我们生成的文件拷贝至下，再次运行：

当然，加载动态库不止这一种方式，我们代码中往往使用的是一些函数，具体会出一篇文章，先做个插曲~

小插曲（常用参数）

-l参数就是用来指定程序要链接的库，-l参数紧接着就是库名，拿数学库来说，它的库名是m，它的库文件名是，很容易看出，把库文件名的头和尾去掉就是库名了。

-L参数跟着的是库文件所在的目录名。比如我们把放在目录下，那链接参数就是另外，大部分只是一个链接;

用来包含头文件，但一般情况下包含头文件都在源码里用实现，参数很少用。参数是用来指定头文件目录，目录一般是不用指定的，知道去那里找，但是如果头文件不在里我们就要用参数指定了，比如头文件放在目录里，那编译命令行就要加上参数了，如果不加你会得到一个的错误。参数可以用相对路径，比如头文件在当前目录，可以用来指定;