Linux动态库(.so)静态库(.a)的制作和使用

Posted 2021-07-28 清水寺扫地僧

对于开发过程，常将一组具有近似、相似功能的函数集合封装为一个库，以便提高开发效率，提高代码复用率，特别是对于需要长期迭代的开发项目而言。而库又可分为静态库(.a)和动态库(.so)。

关于动态库和静态库的内容见：链接器、链接过程及相关概念解析 中 2.3 共享目标文件(.dll和.so) 和 3.1 符号解析(symbol resolution)——符号解析：③链接器怎样使用静态库解析引用(解析顺序与结果) 的相关内容。

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1. 静态库制作及使用步骤

每个静态库的程序都要将整个静态库编译到可执行文件中，即每个程序都有一个代码副本。优点是将库函数本地化之后，调用速度很快，缺点是对系统资源(主要是内存)消耗大。适用于对时间要求高的核心程序，如内核的库函数的实现。

• ①将 .c 文件生成 .o 文件：gcc -c add.c -o add.o；
• ②使用 ar 工具制作静态库：ar rcs lib库名.a add.o sub.o div.o；
• ③编译静态库到可执行文件中：gcc test.c lib库名.a -o a.out；(参数顺序先源文件再库文件)
• ④运行可执行目标文件 ./a.out；

头文件守卫：防止头文件被重复包含

#ifdef _HEAD_H_
#define _HEAD_H_
......
#endif

头文件宏定义相关知识可见：防止头文件重复包含：#ifndef 和 #prama once 比较

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2. 动态库制作及使用步骤

动态库是多个可执行程序共享一份库文件(共享代码而不共享数据)，其优点是节省内存，易于更新；缺点是由于实现机制，较静态库调用速度慢。适用于对速度要求不高，系统资源紧俏的场合。

• ①将 .c 文件生成 .o 文件，生成与位置无关的代码(PIC)：gcc -c add.c -o add.o -fPIC；
• ②使用 gcc -shared -o 制作动态库：gcc -shared -o lib库名.so add.o sub.o div.o；
• ③编译可执行程序时，指定所使用的动态库。$-l$ 指定库名，$-L$ 指定库路径：gcc test.c -o a.out -lmymath -L./lib；
• ④运行可执行目标文件 ./a.out；

其中对于④，若是直接执行会出错error while loading shared libraries: libxxx.so: cannot open shared object file: No such file or directory，解决该问题前首先辨别两个概念：
链接器(ld)：工作于链接阶段，工作时需要 $-l$ 和 $-L$；
动态链接器：工作于程序运行阶段，工作室需要提供动态库所在目录位置；

出错的原因在于，加载器运行时，发现有用到动态库，则调用位置记录在$interp$节的动态链接器加载动态库，而动态链接器的环境变量中并不包含动态库文件，所以出错。

解决方法有四种如下：
(1) export LD_LIBRARY_PATH=动态库路径(export表示加载生效)，但这种方式只是临时生效，若是终端重启后就得再次设置；
(2) 将路径写入终端配置文件~/.bashrc当中，该方法一劳永逸，且最好写的是绝对路径(vi编辑~/.bashrc，写入以上指令并保存，然后在shell中source ~/.bashrc，重启终端即可)；
(3) 将 $.so$ 库放置在 /lib 文件夹下；
(4) 修改 sudo vi /etc/ld.so.conf，在其中添加共享库绝对路径并保存(直接粘贴路径即可)，再更新查找共享库的路径(使配置文件生效)，在shell中使用sudo ldconfig (-v)指令，再在shell中测试动态链接器可否找到共享库文件，使用ldd a.out(不是notfound提示即配置正确)进行测试；