静态库和动态库

1 扫盲

库是什么?
- 二进制的程序
为什么要使用库?
- 方便使用:
  - 发布给使用者
- 保密
库有了如何使用?
- 要将生成的库给到使用者
- 需要将头文件给到使用者

2 静态库

命名规则
- Linux
  - libxxx.a
    - lib: 前缀
    - .a: 后缀
    - xxx: 名字, 由库的制作者定的
- windows
  - libxx.lib

静态库制作

.
├── add.c
├── div.c
├── include
│   └── head.h
├── main.c
├── mult.c
└── sub.c

1 directory, 6 files
# 1. 将源文件生成 .o 文件
$ gcc -c sub.c add.c mult.c div.c  -I ./include/
robin@OS:~/Linux/3Day/calc$ tree
.
├── add.c
├── add.o
├── div.c
├── div.o
├── include
│   └── head.h
├── main.c
├── mult.c
├── mult.o
├── sub.c
└── sub.o

1 directory, 10 files

# 2. 将.o 文件打包 生成 库文件
# 语法: ar rcs 生成的库的名字 *.o文件
$ ar rcs libcalc.a *.o
robin@OS:~/Linux/3Day/calc$ ls
add.c  add.o  div.c  div.o  include  `libcalc.a`  main.c  mult.c  mult.o  sub.c  sub.o


# 发布
将 `libcalc.a`  `head.h` 拷贝给使用者即可

静态库使用

.
├── include
│   └── head.h	`静态库对应的头文件`
├── libcalc.a	`静态库`
└── main.c	`测试程序`

1 directory, 3 files
# 编译测试程序
$ gcc main.c -o app -I include/
/tmp/cceWxYij.o: In function `main':
main.c:(.text+0x38): undefined reference to `add'
main.c:(.text+0x58): undefined reference to `subtract'
main.c:(.text+0x78): undefined reference to `multiply'
main.c:(.text+0x98): undefined reference to `divide'
collect2: error: ld returned 1 exit status
# 错误原因: 编译的时候找不到对应的库, 库中有函数定义(函数实现)
# 指定自己编译的库需要使用的参数:
	-L: 指定库的路径
	-l: 指定库的名字(掐头(lib) 去尾(.a))
$ gcc main.c -o app -I include/ -L ./ -l calc

3 动态库/共享库

共享 -> 共享内存中的库

命名规则
- linux:
  - libxxx.so
    - 前缀: lib
    - 后缀: .so
    - 库的名字: xxx, 制作库的人指定的
- windows:
  - vs版
    - libxxx.lib
    - libxxx.dll
  - 非vs版
    - libxx.dll

动态库制作

.
├── add.c
├── div.c
├── include
│   └── head.h
├── main.c
├── mult.c
└── sub.c

1 directory, 6 files
# 制作步骤:
# 1. 将源文件生成 .o 文件 -fpic/fPIC
$ gcc -c add.c div.c mult.c sub.c -fpic -I ./include/
# 2. 将 .o 文件 打包(gcc -shared)成 库文件 .so
$ gcc -shared *.o -o libcalc.so
obin@OS:~/Linux/3Day/calc$ tree
.
├── add.c
├── add.o
├── div.c
├── div.o
├── include
│   └── head.h
├── `libcalc.so` # 生成的动态库
├── main.c
├── mult.c
├── mult.o
├── sub.c
└── sub.o

# 发布
将 `libcalc.so` 和 	`head.h` 发布给使用者

动态库使用

.
├── include
│   └── head.h
├── libcalc.so
└── main.c
$ gcc -I include/ main.c -L./ -lcalc -o app

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

# 使用命令检测可执行程序能不能加载到对应的动态库?
ldd 可执行程序名

$ ldd app
        linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffde8d77000)
        libhello.so => `not found`
        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f289bd43000)
        /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f289c10d000)

库的工作原理

/*
静态库:
	gcc main.c -o app -I include/ -L ./ -l calc
	- 在最终的链接阶段, 链接器会将静态库 calc 打包到可执行程序 app中
	- 在可执行程序执行的时候, app中所有的代码会被加载到内存
*/

/*
动态库:
	gcc -I include/ main.c -L./ -lcalc -o app
	- 在最终的链接阶段, 链接器不会将动态库 calc 打包到可执行程序 app中, 
	  在上边的命令中只是检测动态库是否存在
	- 在可执行程序执行的时候, app中所有的代码会被加载到内存, 不包括动态库代码
	- 当库中的函数被调用的时候, 动态库被加载到内存(加载的时候需要知道动态库在什么位置)
		- 库的加载是由动态链接器加载的
*/

# 动态链接器是如何加载动态库的?
它先后搜索可执行程序文件的 `DT_RPATH段` —> 环境变量`LD_LIBRARY_PATH` —> `/etc/ld.so.cache`文件列表 —> `/lib/`, `/usr/lib`目录找到库文件后将其载入内存。

解决动态库找不到的问题

#1. 将动态库的路径放到环境变量 LD_LIBRARY_PATH 中
在终端执行下边的命令: (这是临时设置, 当前终端被关闭或切换到其他终端该设置就无效了)
	export LD_LIBRARY_PATH=/home/robin/test:$LD_LIBRARY_PATH
永久设置: 将上边的命令写入到配置文件中
	- 用户级别:
		`~/.bashrc`
	- 系统级别:
		`/etc/profile`
	配置完成之后, 需要让配置文件重新被加载
		. == source
		. ~/.bashrc
		. /etc/profile
#2. 将动态库的路径更新配置文件 /etc/ld.so.cache 中
	- 将动态库的路径添加到配置文件 /etc/ld.so.conf
	- 将/etc/ld.so.conf中的信息更新/etc/ld.so.cache 
		- sudo ldconf
#3. 将动态库添加到对应的系统目录中
	- /lib
	- /usr/lib

4 对比

静态库
- 优点：
- - 静态库被打包到应用程序中加载速度快
  - 发布程序无需提供静态库，移植方便
- 缺点：
- - 销毁系统资源，浪费内存
  - 更新、部署、发布麻烦。

动态库
- 优点：
- - 可实现进程间资源共享
  - 程序升级简单
  - 程序猿可以控制何时加载动态库
- 缺点：
- - 加载速度比静态库慢
  - 发布程序需要提供依赖的动态库

linux C/C++ 静态库和动态库

静态库和动态库

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4 对比