柚子快報激活碼778899分享：【Linux】靜態(tài)庫和動態(tài)庫

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> 作者：?舊言~ > 座右銘：松樹千年終是朽，槿花一日自為榮。

> 目標(biāo)：理解靜動態(tài)庫，自己能模擬實(shí)現(xiàn)動靜態(tài)庫。

> 毒雞湯：有些事情，總是不明白，所以我不會堅持。早安!

> 專欄選自：Linux初階

> 望小伙伴們點(diǎn)贊?收藏?加關(guān)注喲??

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?前言

庫是寫好的現(xiàn)有的，成熟的，可以復(fù)用的代碼?，F(xiàn)實(shí)中每個程序都要依賴很多基礎(chǔ)的底層庫，不可能每個人的代碼都從零開始，因此庫的存在意義非同尋常。本質(zhì)上來說庫是一種可執(zhí)行代碼的二進(jìn)制形式，可以被操作系統(tǒng)載入內(nèi)存執(zhí)行。庫有兩種：

靜態(tài)庫（.a、.lib）動態(tài)庫（.so、.dll）

今天我們來談?wù)? Linux? 下靜態(tài)庫和動態(tài)庫。

?主體

學(xué)習(xí)【Linux】靜態(tài)庫和動態(tài)庫咱們按照下面的圖解：

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? 認(rèn)識動靜態(tài)庫

Linux的庫一般分為動態(tài)庫和靜態(tài)庫：

靜態(tài)庫（.a）：庫文件以.a為后綴，程序在編譯鏈接的時候把庫的代碼鏈接到可執(zhí)行文件中。程序運(yùn)行的時候?qū)⒉辉傩枰o態(tài)庫動態(tài)庫（.so）：庫文件以.so為后綴，程序在運(yùn)行的時候才去鏈接動態(tài)庫的代碼，多個程序共享使用庫的代碼。

在Xshell下安裝靜態(tài)庫：

yum install -y glibc-static

yum install -y libstdc++-static

我們可以通過 [?ldd 可執(zhí)行程序文件名?]來查看可執(zhí)行程序所依賴的庫：

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其中?/lib64/libc.so.6?就是可執(zhí)行程序的庫文件，它其實(shí)是一個軟鏈接。我們可以通過以下命令來查看

ls /lib64/libc.so.6 -l

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總結(jié)：

如何辨別它采用的是哪一種庫呢？

1.我們可以通過后綴來區(qū)分（在Linux中）

在Linux中，以 .so 結(jié)尾的后綴，是動態(tài)庫；以 .a 結(jié)尾的是靜態(tài)庫 ?在Windows中，以 .dll 結(jié)尾的后綴，是動態(tài)庫；以 .lib 結(jié)尾的是靜態(tài)庫 ?

注：

庫文件的名字：libxxx.so 和 libxxx.a庫的真實(shí)名字：去掉lib前綴，去掉 .a 、.so后綴，剩下的就是庫的名稱。

2.我們還可以通過file命令查看

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? ? ? ? 上圖中分別使用了動靜態(tài)庫對同一個文件進(jìn)行編譯的，通過file命名可以查看到所對應(yīng)的鏈接信息

? 理解什么是庫

概念：

如果不想給對方我們的源代碼，我們可以選擇給用戶提供我們的.o可重定位目標(biāo)二進(jìn)制文件（gcc -c 文件）與.h頭文件。讓用戶用我們提供的.o文件進(jìn)行鏈接即可。在編譯時，只要把源文件編譯成.o文件在將其鏈接便可形成一個可執(zhí)行的程序。

圖解：

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舉個栗子：

案例：

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說明：

難道就這么簡單嗎？我們可以給對方提供.o(方法的實(shí)現(xiàn))，同時還有提供.h(里面包含著都有哪些方法)，此時對方是能用的。但是如果存在很多.c文件呢？難道我們要把幾千個.c文件全部編譯成.o在加上頭文件全部一個一個提供嗎？那樣太過于麻煩，為了讓用戶更好的使用庫，我們就有把所有的.o文件打成一個包，給對方提供一個庫文件即可！把多個.o合并成一個文件，這個文件就是庫，把包方式的不同就分為了動態(tài)庫和靜態(tài)庫*。

? 庫的制作和使用

概念：

庫是一個二進(jìn)制文件，想要使用庫（給別人使用自己的制作的庫或者使用別人的庫）一定是由三個部分組成：庫文件、頭文件、文檔說明；一般這個庫文件就是函數(shù)的定義，頭文件就是函數(shù)聲明，我們只需要將這些打包好，別人使用我們頭文件所給的接口就行。

編寫如下四個文件：用來制作靜態(tài)庫并打包

源文件包含add.c和sub.c頭文件包含add.h和sub.h

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??靜態(tài)庫的制作

1.生成二進(jìn)制(.o)文件

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2.打包

我們將生成好的.o文件進(jìn)行打包：

ar -rc libmymath.a add.o sub.o

ar命令是gnu的歸檔工具，常用于將目標(biāo)文件打包為靜態(tài)庫，下面我們使用ar命令的-r 選項(xiàng)和-c選項(xiàng)進(jìn)行打包。

-r(replace)：若靜態(tài)庫文件當(dāng)中的目標(biāo)文件有更新，則用新的目標(biāo)文件替換舊的目標(biāo)文件。-r(rreate)：建立靜態(tài)庫文件。

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我們可以用?ar?命令的?-t?選項(xiàng)和?-v?選項(xiàng)查看靜態(tài)庫當(dāng)中的文件。

-t：列出靜態(tài)庫中的文件。-v：顯示詳細(xì)的信息

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3.發(fā)布靜態(tài)庫

靜態(tài)庫要發(fā)布出去供別人使用，只要庫文件（所有的.o文件）是不夠的，我們需要將其和頭文件一起發(fā)布出去，別人只要看到頭文件，就大致了解如何使用了

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??靜態(tài)庫的使用

問題拋出？

上文中，我們已經(jīng)有了靜態(tài)庫output了，別人該如何使用呢？ 例如：想要在friend文件下使用這個庫：

方法一 ：

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現(xiàn)在在friend目錄下有一個mytest.c文件和一個靜態(tài)庫文件lib，mytest.c想要使用lib，我們先編寫一下mytest.c代碼：

#include "add.h"

#include "sub.h"

int main()

{

int x = 30;

int y = 20;

int ret1 = my_add(x, y);

int ret2 = my_sub(x, y);

printf("ret1 = %d\n",ret1);

printf("ret2 = %d\n",ret2);

return 0;

}

編譯：

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說明：

編譯后，報警告：沒有頭文件，可是明明在lib文件下有我們要的有文件以及庫文件，這是為什么呢？

?其實(shí)，編譯器在編譯的時候，會在當(dāng)前的目錄的文件中去找，不會去當(dāng)前目錄的文件夾中去找，lib目錄下的頭文件以及庫文件，和mytest.c不是同級目錄，所以編譯會出錯；我們在編譯的時候就需要告訴編譯器，需要的頭文件在哪個目錄下。

gcc mytest.c -I ./lib

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此時，又有警告了：鏈接錯誤，未定義的兩個函數(shù)？在lib目錄下已經(jīng)定義了兩個函數(shù)，并且打包好了？為什么還是報錯呢？

其原因和上面一樣；所以我們還需要告訴編譯器庫文件在lib目錄下：

gcc mytest.c -I ./lib -L ./lib

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頭文件和庫文件所在位置都告訴編譯器了，怎么還是報錯呢？

其實(shí)，頭文件和庫文件都在lib目錄下，在mytest.c文件中，是明確的包含了，add.h和sub.h的，gcc在編譯的時候能夠認(rèn)識，但不認(rèn)識庫文件，如果在lib目錄下有多個庫文件，gcc是不知道你想要使用哪個庫的。所以我們還需要指明庫的名字。

gcc mytest.c -I ./lib -L ./lib -l mymath

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方法二：

對比我們之前在編譯某個.c文件時，為什么有加上這些選項(xiàng)呢？。這是因?yàn)橹暗膸於际窃谙到y(tǒng)的默認(rèn)路徑下，所以我們可以將我們做好的靜態(tài)庫拷貝到系統(tǒng)的默認(rèn)路徑下，也是可以達(dá)到不需要加這些選項(xiàng)的效果；但是嚴(yán)重不推薦。

總結(jié)：

我們在使用靜態(tài)庫進(jìn)行編譯鏈接時，需要指定頭文件的所在路徑，庫文件的所在路徑以及所要掉用的庫名稱

-I：指定頭文件所在路徑。-L：指定庫文件所在路徑。-l：指明需要鏈接庫文件路徑下的哪一個庫

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? 動態(tài)庫的制作

編寫如下四個文件：其中源文件包含add.c和sub.c，頭文件包含add.h和sub.h；用來制作動態(tài)庫并打包

?

1.生成二進(jìn)制(.o)文件

首先將上面的.c文件生成.o文件?

gcc -fPIC -c add.c -o add.o

gcc -fPIC -c sub.c -o sub.o

-fPIC：作用是告知編譯器 生成位置無關(guān)代碼（編譯產(chǎn)生的代碼沒有絕對位置，只有相對位置）；從而可以在任意地方調(diào)用生成的動態(tài)庫。

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2.打包

?我們將生成好的.o文件進(jìn)行打包：

gcc -shared -o libmymath.so add.o sub.o

-shared：linux在gcc編譯時加上 -shared 參數(shù)時，目的是使源碼編譯成動態(tài)庫 .so 文件；

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3.發(fā)布動態(tài)庫

將庫文件和所有的頭文件組織起來，放到lib目錄下，這樣就可以發(fā)布動態(tài)庫了

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? 動態(tài)庫的使用

動態(tài)庫的使用大致和靜態(tài)庫類似，但略有區(qū)別。我們先使用靜態(tài)庫的方法來實(shí)現(xiàn)動態(tài)庫的鏈接。

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方法一：

?拷貝到系統(tǒng)的默認(rèn)路徑下，一般指/usr/lib?這里不做演示，嚴(yán)重不推薦；

方法二 ：

更改 ?LD_LIBRARY_PATH

export LD_LIBRARY_PATH=/home/lyk/lesson8/friend/lib

?LD_LIBRARY_PATH環(huán)境變量用于在程序加載運(yùn)行期間查找動態(tài)鏈接庫時指定除了系統(tǒng)默認(rèn)路徑之外的其他路徑.注意，LD_LIBRARY_PATH中指定的路徑會在系統(tǒng)默認(rèn)路徑之前進(jìn)行查找;

添加好后，我們再次查看，發(fā)現(xiàn)路徑已經(jīng)指定好了 ：

再次編譯運(yùn)行：?

? 動靜態(tài)庫的加載

靜態(tài)庫不需要加載，靜態(tài)庫把代碼拷貝到可執(zhí)行程序里，直接決定了當(dāng)加載的時候在內(nèi)存里代碼和數(shù)據(jù)可能存在多份，會比較浪費(fèi)空間，把靜態(tài)庫中拷貝到程序中的代碼區(qū)里：

動態(tài)庫加上fPIC形成位置無關(guān)碼，采用相對編址方案，在程序鏈接時對應(yīng)庫當(dāng)中的偏移量添加到可執(zhí)行程序，運(yùn)行時一旦庫加載進(jìn)來，經(jīng)過地址空間映射，把庫映射到地址空間之后，庫也就具備了起始地址，通過偏移地址和起始地址這樣就可以找到訪問的函數(shù)：

系統(tǒng)層面上會維護(hù)動態(tài)庫的起始地址，直接建立頁表與內(nèi)存的映射，也就可以跳轉(zhuǎn)訪問了，所以動態(tài)庫加載一次就可以被多個進(jìn)程共同使用了。而靜態(tài)庫可能有多個程序用了C庫，加載到內(nèi)存時，內(nèi)存里可能會存在100份重復(fù)的代碼。而動態(tài)鏈接不會出現(xiàn)重復(fù)的代碼，減少內(nèi)存。

? 動靜態(tài)庫總結(jié)

靜態(tài)庫的特點(diǎn)：

靜態(tài)庫在可執(zhí)行程序鏈接時就加入到可執(zhí)行代碼中，在物理上成為可執(zhí)行程序的一部分；程序運(yùn)行時將不再需要該靜態(tài)庫。相對于動態(tài)庫鏈接生成的程序，靜態(tài)函相當(dāng)于編譯器將代碼補(bǔ)充完整了，因此執(zhí)行程序會大一些，但是運(yùn)行起來相對快些；靜態(tài)庫是犧牲了空間效率，換取了時間效率;

動態(tài)庫的特點(diǎn)：

動態(tài)庫在程序編譯時并不會被連接到目標(biāo)代碼中，而是在程序運(yùn)行是才被載入，因此在程序運(yùn)行時還需要動態(tài)庫存在；動態(tài)庫只有在程序執(zhí)行時, 那些需要的函數(shù)代碼才被拷貝到內(nèi)存中。這樣就使可執(zhí)行文件比較小, 節(jié)省磁盤空間;由于運(yùn)行時要去鏈接庫會花費(fèi)一定的時間，執(zhí)行速度相對會慢一些;動態(tài)庫是犧牲了時間效率,換取了空間效率;

??結(jié)束語?

? ? ? ?今天內(nèi)容就到這里啦，時間過得很快，大家沉下心來好好學(xué)習(xí)，會有一定的收獲的，大家多多堅持，嘻嘻，成功路上注定孤獨(dú)，因?yàn)閳猿值娜瞬欢?。那請大家舉起自己的小手給博主一鍵三連，有你們的支持是我最大的動力???，回見。

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