Linux编程中链接库的使用

Posted 2021-01-15 Jo_ZSM

链接库本质上是一段可执行的二进制代码，可以被操作系统载入内存执行。按加载的时机不同，链接库可以分为静态链接库和动态链接库。

静态链接库：编译过程中加载进可执行文件的库（静态库省去了运行时加载的消耗，但会导致可执行文件体积增大）
动态链接库：程序运行过程中，动态加载进内存的库（动态库加载需要资源消耗，但可以显著降低可执行文件体积）

 

什么情况下使用链接库？
1、大型软件项目中，不同模块可以各自完成，然后封装成链接库供上层模块调用。
2、一些通用的功能，如文件处理、数据库接口、算法等，可以封装成库，从而避免每个模块都维护一份独立的通用代码。
3、项目中有很多小的业务模块，可以把各模块制作成统一接口的动态库，主进程根据实际业务按需加载。

 

静态库的使用，主要有两点：
    一是在主程序里需有静态库接口函数的声明，一般使用一个头文件；
    二是在编译时加载静态库，如linux gcc编译时可以用形如-lcpplib的选项来加载一个文件名为libcpplib.a或libcpplib.so的库。
    这里说明下命名规范，一般建议静态库的后缀用.a，动态库后缀用.so。
    满足上面两点，静态库里的函数就可以像平常一样直接使用了。

 

动态库的使用，相对要复杂一些。
    这里抛个问题，既然是动态加载的，主程序怎么知道里面有什么函数，怎么调用呢？
    在linux系统里，可以nm查看链接库的符号表，也即是里面的函数表。Linux程序的动态库调用，也提供了4个加载动态库相关的函数：dlopen、dlsym、dlerror和dlcolose。
    #include <dlfcn.h>/*包含的头文件*/
    /*pathname为动态库文件名；mode是打开方式，如RTLD_NOW表示直接解析出动态库中所有的符号*/
    /*此函数返回一个void指针指向加载的库的句柄*/
    void * dlopen( const char * pathname, int mode);
    /*handle为dlopen返回的句柄，symbol为函数名*/
    /*此函数返回库里指定名称的函数的指针*/
    void*dlsym(void*handle,constchar*symbol);
    /*此函数在加载链接库出错时，返回错误信息*/
    char *dlerror(void);
    /*关闭指定的动态库句柄*/
    int dlclose (void *handle);

 

下面是演示用的代码：
该段代码实现一个动态库调用接口DllRun，通过向该接口传递业务数据、库名、函数名，可以指定相应的库函数来处理数据。
同时iFlag控制该动态库在使用完后是否立即释放，如果不释放（频繁使用的库不释放可以节省加载的开支），则将库句柄指针压入MAP。
#include <dlfcn.h>

typedef int (*dll_func)(char*);/*动态库的函数声明形式*/
map<const char*, dll_func> mapFunc;/*保存不释放的动态库*/

/*
函数功能：加载动态库并执行相应的业务函数
输入参数：strData - 业务数据，根据实现业务情况选择用什么方式传递业务数据，比如数据多且可以按字段划分，可以用map
          strDllName - 需要加载的库名称
          strFunc - 业务的函数名称
          iFlag - 加载方式：
                0 - 第1次加载后Handle保存到map，之后调用不重新加载
                1 - 每次加载均释放掉，下次重新加载
输出参数：strData - 函数执行后输出数据
返回值：0 - 成功；其他失败
*/
int DllRun(char* strData, const char* strDllName, const char* strFunc, int iFlag)
{
    int iRet=-1;
    dll_func pFunc=NULL;/*业务函数的指针*/
    void* pHandle=NULL;
   
    if(NULL == strFunc)
    {
        iRet = -1;
        goto DllRun_RETURN;
    }
   
    if(!iFlag)
    {
        pHandle = mapFunc[strDllName];
    }
   
    if(NULL == pHandle)
    { /*加载动态库*/
        pHandle = dlopen(strDllName, RTLD_NOW);
        if(NULL == pHandle)
        {
            printf("加载链接库[%s]失败: %s ", strDllName, dlerror());
            iRet = -2;
            goto DllRun_RETURN;
        }
    }
   
    func = dlsym(pHandle, strFunc);/*获取业务函数指针*/
    if(NULL == func)
    {
        printf("获取动态库[%s]的函数[%s]的指针失败: %s ", strDllName, strFunc, dlerror());
        iRet = -3;
        goto DllRun_RETURN;
    }
   
    iRet = func(strData);/*业务执行*/
    if(0 != iRet)
    {
        goto DllRun_RETURN;
    }

DllRun_RETURN:
    if(iFlag)
    {
        if(NULL != pHandle)
        {
            dlclose(pHandle);
        }
    }
    else
    {
        mapFunc[strDllName] = pHandle;
    }
   
    return iRet;
}