Linux 静态链接库和动态连接库

Posted 2020-10-01 yfceshi

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Linux 静态链接库和动态连接库

一：静态链接库的应用  三步走~~~

##g++ -c StaticMath.cpp

##ar -crv libstaticmath.a StaticMath.o

##g++ -o run test_a.cpp -L. -lstaticmath

#[@sjs_37_33 lib_A_SO]# ./run
a + b = 12
a - b = 8
a * b = 20
a / b = 5
**********************
**********************
sh: pause: command not found
**********************

二：走的弯路~~~~

#[@sjs_37_33 lib_A_SO]# g++ -o run test_a.cpp  // 缺少依赖库文件
/tmp/ccx8rZph.o: In function `main‘:
test_a.cpp:(.text+0x39): undefined reference to `StaticMath::add(double, double)‘
test_a.cpp:(.text+0x76): undefined reference to `StaticMath::sub(double, double)‘
test_a.cpp:(.text+0xb3): undefined reference to `StaticMath::mul(double, double)‘
test_a.cpp:(.text+0xf0): undefined reference to `StaticMath::div(double, double)‘
test_a.cpp:(.text+0x12a): undefined reference to `StaticMath::StaticMath()‘
test_a.cpp:(.text+0x136): undefined reference to `StaticMath::print()‘
test_a.cpp:(.text+0x151): undefined reference to `StaticMath::~StaticMath()‘
test_a.cpp:(.text+0x16d): undefined reference to `StaticMath::~StaticMath()‘
collect2: ld ?μ?? 1

#[@sjs_37_33 lib_A_SO]# g++ -o run test_a.cpp -L. -lstaticmath // 缺少依赖库？非也。缺少实现函数即.cpp没有实现.h中的文件
/tmp/cczojb8v.o: In function `main‘:
test_a.cpp:(.text+0x12a): undefined reference to `StaticMath::StaticMath()‘
test_a.cpp:(.text+0x151): undefined reference to `StaticMath::~StaticMath()‘
test_a.cpp:(.text+0x16d): undefined reference to `StaticMath::~StaticMath()‘
collect2: ld ·μ?

? 1

三: 动态库的应用 两步走~~·

###  g++ -fPIC -shared -o libdynmath.so StaticMath.cpp  ---- 生成-o libdynmath.so 动态库

引用动态库编译成可运行文件（跟静态库方式一样）：

###g++ TestDynamicLibrary.cpp -L../DynamicLibrary -ldynmath
然后执行：./a.out，发现居然报错了！

。！

#[@sjs_37_33 lib_A_SO]# ./a.out 

./a.out: error while loading shared libraries: libdynmath.so: cannot open shared object file: No such file or directory

那么，在运行的时候是怎样定位共享库文件的呢？
1)        当系统载入可运行代码时候，可以知道其所依赖的库的名字。可是还须要知道绝对路径。

此时就须要系统动态载入器(dynamic linker/loader)。
2)        对于elf格式的可运行程序。是由ld-linux.so*来完毕的。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 文件夹找到库文件后将其加载内存。
怎样让系统可以找到它：

 假设安装在/lib或者/usr/lib下，那么ld默认可以找到。无需其它操作；假设安装在其它文件夹。须要将其加入到/etc/ld.so.cache文件里。过程例如以下：

编辑/etc/ld.so.conf文件，增加库文件所在文件夹的路径。执行ldconfig 。该命令会重建/etc/ld.so.cache文件；我们将创建的动态库拷贝到/usr/lib以下，然后执行測试程序，成功。

四：  Linux下库相关命令

##ldd libdynmath.so 
        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007fffed837000)
        libstdc++.so.6 => /usr/lib64/libstdc++.so.6 (0x00007f48b0413000)
        libm.so.6 => /lib64/libm.so.6 (0x00007f48b018e000)
        libgcc_s.so.1 => /lib64/libgcc_s.so.1 (0x00007f48aff78000)
        libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f48afbe8000)

        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x0000003da7800000)

g++(gcc)编译选项
  -shared ：指定生成动态链接库。
  -static ：指定生成静态链接库。

  -fPIC ：表示编译为位置独立的代码，用于编译共享库。目标文件须要创建成位置无关码， 念上就是在可运行程序装载它们的时候，它们能够放在可运行程序的内存里的不论什么地方。
  -L. ：表示要连接的库所在的文件夹。
  -l：指定链接时须要的动态库。

编译器查找动态连接库时有隐含的命名规则，即在给出的名字前面加上lib。后面加上.a/.so来确定库的名称。
  -Wall ：生成全部警告信息。
  -ggdb ：此选项将尽可能的生成gdb 的能够使用的调试信息。
  -g ：编译器在编译的时候产生调试信息。

  -c ：仅仅激活预处理、编译和汇编,也就是把程序做成目标文件(.o文件) 。
  -Wl,options ：把參数(options)传递给链接器ld 。

假设options 中间有逗号,就将options分成多个选项,然后传递给链接程序。

nm命令
有时候可能须要查看一个库中究竟有哪些函数，nm命令能够打印出库中的涉及到的全部符号。

库既能够是静态的也能够是动态的。

nm列出的符号有非常多，常见的有三种：
  一种是在库中被调用。但并没有在库中定义(表明须要其它库支持)。用U表示；
  一种是库中定义的函数，用T表示，这是最常见的；
  一种是所谓的弱态”符号，它们尽管在库中被定义，可是可能被其它库中的同名符号覆盖。用W表示。

$nm libhello.h

ldd命令

ldd命令能够查看一个可运行程序依赖的共享库，比如我们编写的四则运算动态库依赖以下这些库：

打开文件、保存、关闭文件(vi命令模式下使用) 

vi filename       //打开filename文件 
:w       //保存文件 
:w vpser.net //保存至vpser.net文件 
:q          //退出编辑器，假设文件已改动请使用以下的命令 
:q!        //退出编辑器，且不保存 
:wq         //退出编辑器，且保存文件

五：相关代码

h文件

#pragma once
class StaticMath
{
public:
    StaticMath(void);
    ~StaticMath(void);
 
    static double add(double a, double b);//加法
    static double sub(double a, double b);//减法
    static double mul(double a, double b);//乘法
    static double div(double a, double b);//除法
 
    void print();
};

cpp文件

#include "StaticMath.h"
#include <stdio.h> 

StaticMath::StaticMath(void)
{
    //
    print();
}

StaticMath::~StaticMath(void)
{
    //
    print();
}

double StaticMath::add(double a, double b)//加法
{
    return a + b;
}
double StaticMath::sub(double a, double b)//减法
{
    return a - b;
}   
    
double StaticMath::mul(double a, double b)//乘法
{
    return a * b;
}
double StaticMath::div(double a, double b)//除法
{
    if(0==b) 
        return -1;
    return a / b;
}

void StaticMath::print()
{
    printf("**********************\n");
}

測试文件

#include "StaticMath.h" // 測试静态库libstaticmath.a 和 动态库libdynmath.so

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
using namespace std;
 
int main(int argc, char* argv[])
{
    double a = 10;
    double b = 2;
 
    cout << "a + b = " << StaticMath::add(a, b) << endl;
    cout << "a - b = " << StaticMath::sub(a, b) << endl;
    cout << "a * b = " << StaticMath::mul(a, b) << endl;
    cout << "a / b = " << StaticMath::div(a, b) << endl;
 
    StaticMath sm;
    sm.print();
 
    system("pause");
    return 0;
}

六：总结

静态链接库与动态链接库都是共享代码的方式，假设採用静态链接库。则不管你愿不愿意，lib 中的指令都所有被直接包括在终于生成的 EXE 文件里了。

可是若使用 DLL，该 DLL 不必被包括在终于 EXE 文件里，EXE 文件运行时能够“动态”地引用和卸载这个与 EXE 独立的 DLL 文件。静态链接库和动态链接库的另外一个差别在于静态链接库中不能再包括其它的动态链接库或者静态库。而在动态链接库中还能够再包括其它的动态或静态链接库。动态库就是在须要调用当中的函数时，依据函数映射表找到该函数然后调入堆栈运行。假设在当前project中有多处对dll文件里同一个函数的调用。那么运行时，这个函数仅仅会留下一份拷贝。

可是假设有多处对lib文件里同一个函数的调用，那么运行时，该函数将在当前程序的运行空间里留下多份拷贝，并且是一处调用就产生一份拷贝。