一、库的概念
库是一个二进制文件，包含的代码可被程序调用。例如标准C库、数学库、线程库等等。库有源码，可下载后编译，也可以直接安装二进制包。
库是事先编译好的，可以复用的代码，在OS上运行的程序基本上都要使用库。使用库可以提高开发效率。
Windows和Linux下库文件的格式不兼容。
Linux下包含静态库和共享库。
二、静态库
2.1 静态库的特点
- 编译（链接）时把静态库中相关代码复制到可执行文件中
- 程序中包含代码，运行时不再需要静态库
- 程序运行时无需加载库，运行速度更快
- 占用更多磁盘和空间
- 静态库升级后，程序需要重新编译链接
2.2 静态库的创建及链接
第一步：确定库中函数的功能、接口
第二步：编写库源码
/****hello.c****/
#include <stdio.h>
#include "hello.h"
void hello(void){
printf("hello Andyxi\n");
}
/****hello.h****/
#ifndef _HELLO_H_
#define _HELLO_H_
void hello(void);
#endif
第三步：编译生成目标文件
linux@linux:~/andy/lib$ ls
hello.c hello.h
linux@linux:~/andy/lib$ gcc -c hello.c -Wall
linux@linux:~/andy/lib$ ls
hello.c hello.h hello.o
第四步：创建静态库
linux@linux:~/andy/lib$ ls
hello.c hello.h hello.o
linux@linux:~/andy/lib$ ar crs libhello.a hello.o //使用 ar crs 命令创建静态库
linux@linux:~/andy/lib$ ls
hello.c hello.h hello.o libhello.a //注意libhello.a是库文件名，hello是库名
linux@linux:~/andy/lib$ nm libhello.a //使用 nm 命令可查看库中符号信息
hello.o:
00000000 T hello
U puts
第五步：编写应用程序
/****test.c****/
#include <stdio.h>
#include "hello.h"
int main(int argc, const char *argv[]){
hello();
return 0;
}
第六步：编译应用程序并链接静态库
linux@linux:~/andy/lib$ ls
hello.c hello.h hello.o libhello.a test.c
linux@linux:~/andy/lib$ gcc -o test test.c -L. -lhello //使用-L. -l+库名 链接静态库
linux@linux:~/andy/lib$ ls
hello.c hello.h hello.o libhello.a test test.c
linux@linux:~/andy/lib$ ./test
hello Andyxi
由于使用的是静态库，编译后相关代码已经复制到可执行文件中。删除静态库，不影响程序执行
linux@linux:~/andy/lib$ ls
hello.c hello.h hello.o libhello.a test test.c
linux@linux:~/andy/lib$ rm libhello.a
linux@linux:~/andy/lib$ ls
hello.c hello.h hello.o test test.c
linux@linux:~/andy/lib$ ./test
hello Andyxi
三、共享库
3.1 共享库的特点
- 编译（链接）时仅记录用到哪个共享库中的哪个符号，不复制共享库中相关代码
- 程序不包含库中代码，尺寸小
- 多个程序可共享一个库
- 程序运行时需要加载库
- 库升级方便，无需重新编译程序
- 使用更加广泛
3.2 共享库的创建及链接
第一步：确定库中函数的功能、接口
第二步：编写库源码
/****hello.c****/
#include <stdio.h>
void hello(void){
printf("hello world\n");
return ;
}
/****bye.c****/
#include <stdio.h>
void bye(void){
printf("bye!\n");
return ;
}
/****共享库头文件common.h****/
#ifndef __COMMON_H__
#define __COMMON_H__
void hello(void);
void bye(void);
#endif
第三步：编译生成目标文件
linux@linux:~/andy/lib/share$ ls
bye.c common.h hello.c
linux@linux:~/andy/lib/share$ gcc -c -fPIC *.c -Wall
linux@linux:~/andy/lib/share$ ls
bye.c bye.o common.h hello.c hello.o
- fPIC选项：告诉编译器生成位置无关代码
- 位置无关代码：生成的".o文件"文件中的代码可以被加载到任意的地址执行。编译的时候用到了相对寻址而不是绝对寻址
第四步：创建共享库common
linux@linux:~/andy/lib/share$ gcc -shared -o libcommon.so.1 hello.o bye.o
linux@linux:~/andy/lib/share$ ls
bye.c bye.o common.h hello.c hello.o libcommon.so.1
- shared选项：告诉编译器生成一个共享库
- 生成的共享库的文件名叫"libcommon.so.1",其中".so"表示这是一个共享库，".1"表示这个库的版本是1
- 符号链接文件命名规则：lib<库名>.so
第五步：编写应用程序
/****test.c****/
#include <stdio.h>
#include "common.h"
int main(int argc, const char *argv[]){
hello();
bye();
return 0;
}
第六步：编译应用程序并链接共享库
/****为共享库文件创建链接文件****/
linux@linux:~/andy/lib/share$ ls
bye.c bye.o common.h hello.c hello.o libcommon.so.1 test.c
linux@linux:~/andy/lib/share$ ln -s libcommon.so.1 libcommon.so //ln -s创建符号链接
linux@linux:~/andy/lib/share$ ls
bye.c bye.o common.h hello.c hello.o libcommon.so libcommon.so.1 test.c
/****编译应用程序并链接共享库****/
linux@linux:~/andy/lib/share$ gcc -o test test.c -L. -lcommon
linux@linux-:~/andy/lib/share$ ls
bye.c bye.o common.h hello.c hello.o libcommon.so libcommon.so.1 test test.c
- gcc -o test test.c -L. -lcommon：可以发现此处共享库和静态库用法相同；GCC在链接时首先找共享库，如果共享库不存在，则链接静态库，如果静态库也找不到，则报错；加"-static"选项后，编译器会直接去找静态库。
3.3 共享库的加载
此时执行程序，会报错
linux@linux:~/andy/lib/share$ ./test
./test: error while loading shared libraries: libcommon.so: cannot open shared object file: No such file or directory
- 执行时出错原因：因为程序链接的是共享库，并没有复制共享库中的代码，程序在执行时还会去加载用到的共享库，在加载的时候回去缺省的路径(比如"/lib","/usr/lib")下去寻找共享库，但是我们创建的库在当前目录下，并不在系统库的搜索路径里，所以在执行的时候找不到共享库就报错了；
- 因此创建好共享库后还需要添加共享库加载路径
第七步：加载共享库并执行程序
linux@linux:~/andy/lib/share$ export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:.
linux@linux:~/andy/lib/share$ ./test
hello world
bye!
- export：将原来的环境变量导出
- “:“前面”$LD_LIBRARY_PATH"是引用原先的值；”:“后面的”.“是追加了当前目录；还可以追加其余共享库的路径，要用”:"隔开
- 此方法是临时的，只对当前终端有效。当重新打开一个终端再执行改程序时又会报错
3.4 如何找到共享库
为了让系统能找到要加载的共享库，通常由三种方法：
- 把库拷贝到 /usr/lib 和 /lib 目录下
- 在 LD_LIBRARY_PATH 环境变量中添加库所在路径
- 添加 /etc/ld.so.conf.d/*.conf 文件，执行 ldconfig 刷新