【C/C++】动态库与静态库

什么是库

库是写好的现有的,成熟的,可以复用的代码。现实中每个程序都要依赖很多基础的底层库,不可能每个人的代码都从零开始,因此库的存在意义非同寻常

本质上来说库是一种可执行代码的二进制形式,可以被操作系统载入内存执行。库有两种:静态库(.a.lib)和动态库(.so.dll)。


所谓静态、动态是指链接。回顾一下,将一个程序编译成可执行程序的步骤:



静态库

之所以成为【静态库】,是因为在链接阶段,会将汇编生成的目标文件.o与引用到的库一起链接打包到可执行文件中。因此对应的链接方式称为静态链接。

试想一下,静态库与汇编生成的目标文件一起链接为可执行文件,那么静态库必定跟.o文件格式相似。其实一个静态库可以简单看成是一组目标文件(.o/.obj文件)的集合,即很多目标文件经过压缩打包后形成的一个文件。

静态库特点总结:

1、静态库的链接是放在编译时期完成的。

2、程序在运行时与静态库再无瓜葛,移植方便。

3、浪费空间和资源,因为所有相关的目标文件与牵涉到的函数库被链接合成一个可执行文件。

Linux 下使用 ar 工具、 Windowsvs 使用 lib.exe ,将目标文件压缩到一起,并且对其进行编号和索引,以便于查找和检索。一般创建静态库的步骤如图所示:



Linux下创建与使用静态库

Linux静态库命名规则

Linux静态库命名规范,必须是"lib[your_library_name].a"lib为前缀,中间是静态库名,扩展名为.a


创建静态库(.a

通过上面的流程可以知道,Linux创建静态库过程如下:


1、首先,将代码文件编译成目标文件.o(StaticMath.o)

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  1. gcc -c StaticMath.cpp  
注意带参数-c,否则直接编译为可执行文件


2、然后,通过ar工具将目标文件打包成.a静态库文件
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  1. ar -crv libstaticmath.a StaticMath.o  
生成静态库libstaticmath.a。


使用静态库

Linux下使用静态库,只需要在编译的时候,指定静态库的搜索路径(-L选项)、指定静态库名(不需要lib前缀和.a后缀,-l选项)。

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  1. gcc TestStaticLibrary.cpp -L../StaticLibrary -lstaticmath  

-L :表示要连接的库所在目录

-l:指定链接时需要的动态库,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或.so来确定库的名称。


下面通过一个例子来介绍如何生成一个静态库。这里有一个头文件:so_test.h,三个.c文件:test_a.c、test_b.c、test_c.c,我们将这几个文件编译成一个静态库:libtest.a。  

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  1. //so_test.h  
  2. #include <stdio.h>  
  3. void test_a();  
  4. void test_b();  
  5. void test_c();  
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  1. //test_a.c  
  2. #include "so_test.h"  
  3. void test_a()  
  4. {  
  5.   printf("this is in test_a...\n");  
  6. }  

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  1. //test_b.c  
  2. #include "so_test.h"  
  3. void test_b()  
  4. {  
  5.   printf("this is in test_b...\n");  
  6. }  

[cpp]  view plain  copy
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  1. //test_c.c  
  2. #include "so_test.h"  
  3. void test_c()  
  4. {  
  5.   printf("this is in test_c...\n");  
  6. }  
将这几个文件编译成一个静态库:libtest.a

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  1. gcc -c test_a.c test_b.c test_c.c  
  2. ar -crv libtest.a test_a.o test_b.o test_c.o  

使用静态库

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  1. gcc test.c -L. -ltest -o test  


整个过程如下:




动态库


通过上面的介绍发现静态库,容易使用和理解,也达到了代码复用的目的,那为什么还需要动态库呢?

为什么还需要动态库?


为什么需要动态库,其实也是静态库的特点导致。

1、空间浪费是静态库的一个问题。


2、另一个问题是静态库对程序的更新、部署和发布页会带来麻烦。如果静态库更新了,所以使用它的应用程序都需要重新编译、发布给用户(对于玩家来说,可能是一个很小的改动,却导致整个程序重新下载,全量更新)。

动态库在程序编译时并不会被连接到目标代码中,而是在程序运行是才被载入。不同的应用程序如果调用相同的库,那么在内存里只需要有一份该共享库的实例,规避了空间浪费问题。动态库在程序运行是才被载入,也解决了静态库对程序的更新、部署和发布页会带来麻烦。用户只需要更新动态库即可,增量更新


动态库特点总结:

1、动态库把对一些库函数的链接载入推迟到程序运行的时期。
2、可以实现进程之间的资源共享。(因此动态库也称为共享库)
3、将一些程序升级变得简单。
4、甚至可以真正做到链接载入完全由程序员在程序代码中控制(显示调用)。


创建动态库(.so

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  1. gcc -fPIC -shared -o libdynmath.so DynamicMath_1.cpp DynamicMath_2.cpp  
-shared 该选项指定生成动态连接库,不用该标志外部程序无法连接,相当于一个可执行文件。

-fPIC 表示编译为位置独立的代码,不用此选项的话编译后的代码是位置相关的所以动态载入时是通过代码拷贝的方式来满足不同进程的需要,而不能达到真正代码段共享的目的。


使用动态库

引用动态库编译成可执行文件(跟静态库方式一样):

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  1. gcc TestDynamicLibrary.cpp -L../DynamicLibrary -ldynmath  

还是使用上面的文件,整个过程如下:




LD_LIBRARY_PATH:这个环境变量指示动态连接器可以装载动态库的路径。

当然如果有root权限的话,可以修改/etc/ld.so.conf文件,然后调用 /sbin/ldconfig来达到同样的目的,不过如果没有root权限,那么只能采用输出LD_LIBRARY_PATH的方法了。

注意

调用动态库的时候有几个问题会经常碰到,有时,明明已经将库的头文件所在目录 通过 “-I” include进来了,库所在文件通过 “-L”参数引导,并指定了“-l”的库名,但通过ldd命令察看时,就是死活找不到你指定链接的so文件,这时你要作的就是通过修改 LD_LIBRARY_PATH或者/etc/ld.so.conf文件来指定动态库的目录。通常这样做就可以解决库无法链接的问题了。

在linux下可以用export命令来设置这个值,在linux终端下输入:
export LD_LIBRARY_PATH=/opt/au1200_rm/build_tools/bin: $LD_LIBRARY_PATH:   
然后再输入:export   
即会显示是否设置正确   
export方式在重启后失效,所以也可以用 vim /etc/bashrc ,修改其中的LD_LIBRARY_PATH变量。   
例如:LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/opt/au1200_rm/build_tools/bin。

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转载自blog.csdn.net/inven1987/article/details/52740770