静态库与动态库的简单说明

Posted 2020-09-30

　　一.静态库和动态库的简单介绍

　　程序设计的模块化是人们一直在追求的目标，因为当一个系统十分复杂的时候，将系统模块化既可以并行开发，又可以增强程序的可用性，降低程序间的耦合度。在一个复杂的多模块系统中，

各个模块编译完成后，会生成各自的目标文件*.o，最后通过链接器将各个模块链接起来生成可执行文件。

         库其实就是一个模块文件。人们为了将一些功能模块提供给他人使用，同时又不想将源代码直接分发给别人（也可能是不需要，毕竟库使用更方便，不用重新编译），就将功能模块做成库，

外部应用通过链接库来加载库的功能模块。比如glibc是GNU标准的C标准函数库。

         库有静态和动态之分。静态库在编译时被链接进可执行文件中，动态库是在程序运行时链接。静态库的优点是使用方便，只要编译时链接成功，在程序运行时就不会有找不到库或者库错乱的

问题，但是这也造成了升级更新困难和内存空间浪费的问题。对于静态库来说，升级就必须重新编译应用程序链接静态库然后全部升级，而且如果多个应用程序都用到了同一个静态库，那么当多个

应用程序运行时，内存中就会有静态库的多个拷贝，十分浪费空间。因为这些原因，动态库应运而生。动态库是程序运行时才链接，所以在程序更新时，我们只需要更新动态库文件，重新启动应用

程序就会链接新库，而且当内存中已经有一个动态库的拷贝时，其他应用在运行时，如果需要链接库，会先从内存中查找库，找到后就直接链接该库，找不到再加载库到内存中，这保证了不会有同

一个库的多个拷贝在内存中占用空间。

　　二.静态库和动态库的编译和链接　

　　2.1 程序源码

　　我们将会创建一个app，主要功能是输出“hello world”，具体实现在库libhello.a/libhello.so中实现。下面是各个文件的源代码：

　　　　　　

　　app源码

　　#include<stdlib.h>

　　#include<stdio.h>

　　#include"hello.h"

 

　　void main(void)

　　{

        　　hello();

       　　 hello();

　　}

　　

　　库源码

　　

　　hello.c源码

　　#include<stdlib.h>

　　#include<stdio.h>

　　void hello(void)

　　{

        　　printf("\n======hello world======\n");

　　}

 

　　hello.h源码

　　#ifndef HELLO_H

　　#define HELLO_H

　　void hello(void);

 　　#endif

　　2.2.静态库的编译和链接

　　

　　第一步：生成目标文件

　　　　# gcc -c hello.c

　　　　生成目标文件hello.o

 

　　第二步：编译生成静态链接库libhello.a

　　　　# ar rcs libhello.a hello.o

 

　　第三步：增加用于外部调用静态库函数的头文件hello.h

　　　　hello.h头文件的作用是给外部调用库函数提供函数声明

 

　　第四步：外部程序使用静态库

　　　　在app.c中包含所用静态库函数声明的头文件hello.h

　　　　生成app.o的目标文件

　　　　#gcc -c app.c

　　　　链接静态库libhello.a生成可执行文件app

　　　　#gcc -o app app.o -L. -lhello

　　　　执行app

　　　　#./app

　　　　　　======hello world======

 

　　　　　　======hello world======

　　2.3.动态库的生成

　　同样是先生成目标文件hello.o，然后编译动态库文件libhello.so

　　# gcc -shared -fPCI -o libhello.so hello.o

　　# ls

　　发现libhello.so已经生成了，然后我们开始生成可执行文件。这里动态库并没有链接。

　　# gcc -o app app.o  -L. -lhello

　　编译通过，执行app时出错

　　#./app

　　./app: error while loading shared libraries: libhello.so: cannot open shared object file: No such file or directory

　　程序运行时，找不到动态库。那为什么编译时能通过呢？因为编译时的-L指定了编译路径，所以编译能通过，但是在运行加载动态库时，会默认从/lib，/usr/lib路径下去找，而实际库不在该路径下，所以加载失败。

　　

　　解决的办法有三个：

　　1.将库文件拷贝到默认的动态库路径/lib,/usr/lib，此为最简单，最快捷的方法

　　2.程序编译时指定动态库路径，使用“-Wl,-rpath”。

　　　　# gcc -o app app.o  -L. -lhello -Wl,-rpath=/mnt/hgfs/share/workspace/demo/LibraryDemo1

　　注意：有的系统中可能是"-Wl,-rpath,/path/to/dir",使用时需要注意。还有就是我自己在使用时出现的小问题，提醒下大家，我开始总是写成-Wl,rpath=path，结果编译怎么都不过，总是提示找不打rpath=path这个文件或路径，后来才发现少写了个“-”，提醒大家需要认真看错误提示。

　    3.就是更改/etc/ld.so.conf。查看/etc/ld.so.conf发现它包含了/etc/ld.so.conf.d目录下的所有*.conf。到/etc/ld.so.conf.d/目录下，

　　　新建一个*.conf,在里面加上动态库的路径（你也可以直接在其中某一个conf中增加一条，但是最好不要这么干，否则以后可能有未知的混乱）。

　　　此时运行app仍然失败，原因是系统查找动态库是通过查找/etc/ld.so.cache缓存，仅仅更改配置是不行的，还需要更新缓存。此时可以通过/sbin/ldconfig更新缓存。

　　　# /sbin/ldconfig

　　　有时候想知道动态库路径是否加入到缓存中，可以使用ldconfig指令

　　　# sudo /sbin/ldconfig -p |grep path

　　   在执行更新缓存后，可以查看到：

　　　# libhello.so (libc6) => /mnt/hgfs/share/workspace/demo/LibraryDemo1/libhello.so

　　 　以上三种方法亲测可用。