Linux中的靜態(tài)庫(kù)和共享庫(kù)

一. 什么是庫(kù)

庫(kù)是一個(gè)二進(jìn)制文件，包含的代碼可被程序調(diào)用。例如標(biāo)準(zhǔn)C庫(kù)、數(shù)學(xué)庫(kù)、線程庫(kù)等等。庫(kù)有源碼，可下載后編譯，也可以直接安裝二進(jìn)制包。 庫(kù)是事先編譯好的，可以復(fù)用的代碼，在OS上運(yùn)行的程序基本上都要使用庫(kù)。使用庫(kù)可以提高開(kāi)發(fā)效率。Windows和Linux下庫(kù)文件的格式不兼容。Linux下包含靜態(tài)庫(kù)和共享庫(kù)。

二. 靜態(tài)庫(kù)

靜態(tài)庫(kù)有如下特點(diǎn)

編譯（鏈接）時(shí)把靜態(tài)庫(kù)中相關(guān)代碼復(fù)制到可執(zhí)行文件中

程序中包含代碼，運(yùn)行時(shí)不再需要靜態(tài)庫(kù)

程序運(yùn)行時(shí)無(wú)需加載庫(kù)，運(yùn)行速度更快

占用更多磁盤(pán)和空間

靜態(tài)庫(kù)升級(jí)后，程序需要重新編譯鏈接

靜態(tài)庫(kù)的創(chuàng)建與鏈接參考如下步驟： 第一步：確定庫(kù)中函數(shù)的功能、接口

第二步：編寫(xiě)庫(kù)源碼

/****hello.c****/
#include
#include"hello.h"

voidhello(void){
   printf("helloAndyxi
");
}

/****hello.h****/
#ifndef_HELLO_H_
#define_HELLO_H_

voidhello(void);

#endif

第三步：編譯生成目標(biāo)文件

linux@linux:~/andy/lib$ls
hello.chello.h
linux@linux:~/andy/lib$gcc-chello.c-Wall
linux@linux:~/andy/lib$ls
hello.chello.hhello.o

第四步：創(chuàng)建靜態(tài)庫(kù)

linux@linux:~/andy/lib$ls
hello.chello.hhello.o
linux@linux:~/andy/lib$arcrslibhello.ahello.o//使用arcrs命令創(chuàng)建靜態(tài)庫(kù)
linux@linux:~/andy/lib$ls
hello.chello.hhello.olibhello.a   //注意libhello.a是庫(kù)文件名，hello是庫(kù)名
linux@linux:~/andy/lib$nmlibhello.a   //使用nm命令可查看庫(kù)中符號(hào)信息

hello.o:
00000000Thello
Uputs

第五步：編寫(xiě)應(yīng)用程序

/****test.c****/
#include
#include"hello.h"

intmain(intargc,constchar*argv[]){
   hello();
return0;
}

第六步：編譯應(yīng)用程序并鏈接靜態(tài)庫(kù)

linux@linux:~/andy/lib$ls
hello.chello.hhello.olibhello.atest.c
linux@linux:~/andy/lib$gcc-otesttest.c-L.-l hello //使用-L.-l+庫(kù)名鏈接靜態(tài)庫(kù)
linux@linux:~/andy/lib$ls
hello.chello.hhello.olibhello.atesttest.c
linux@linux:~/andy/lib$./test
helloAndyxi

由于使用的是靜態(tài)庫(kù)，編譯后相關(guān)代碼已經(jīng)復(fù)制到可執(zhí)行文件中。刪除靜態(tài)庫(kù)，不影響程序執(zhí)行

linux@linux:~/andy/lib$ls
hello.chello.hhello.olibhello.atesttest.c
linux@linux:~/andy/lib$rmlibhello.a
linux@linux:~/andy/lib$ls
hello.chello.hhello.otesttest.c
linux@linux:~/andy/lib$./test
helloAndyxi

三. 共享庫(kù)

共享庫(kù)有如下特點(diǎn)：

編譯（鏈接）時(shí)僅記錄用到哪個(gè)共享庫(kù)中的哪個(gè)符號(hào)，不復(fù)制共享庫(kù)中相關(guān)代碼

程序不包含庫(kù)中代碼，尺寸小

多個(gè)程序可共享一個(gè)庫(kù)

程序運(yùn)行時(shí)需要加載庫(kù)

庫(kù)升級(jí)方便，無(wú)需重新編譯程序

使用更加廣泛

共享庫(kù)的創(chuàng)建與鏈接參考如下步驟： 第一步：確定庫(kù)中函數(shù)的功能、接口

第二步：編寫(xiě)庫(kù)源碼

/****hello.c****/
#include

voidhello(void){
   printf("helloworld
");
   return;
}

/****bye.c****/
#include

voidbye(void){
   printf("bye!
");
   return;
}

/****共享庫(kù)頭文件common.h****/
#ifndef__COMMON_H__
#define__COMMON_H__

voidhello(void);
voidbye(void);

#endif

第三步：編譯生成目標(biāo)文件

linux@linux:~/andy/lib/share$ls
bye.ccommon.hhello.c
linux@linux:~/andy/lib/share$gcc-c-fPIC*.c-Wall
linux@linux:~/andy/lib/share$ls
bye.cbye.ocommon.hhello.chello.o

fPIC選項(xiàng)：告訴編譯器生成位置無(wú)關(guān)代碼

位置無(wú)關(guān)代碼：生成的".o文件"文件中的代碼可以被加載到任意的地址執(zhí)行。編譯時(shí)用到了相對(duì)尋址而不是絕對(duì)尋址

第四步：創(chuàng)建共享庫(kù)common

linux@linux:~/andy/lib/share$gcc-shared-olibcommon.so.1hello.obye.o
linux@linux:~/andy/lib/share$ls
bye.cbye.ocommon.hhello.chello.olibcommon.so.1

shared選項(xiàng)：告訴編譯器生成一個(gè)共享庫(kù)

生成的共享庫(kù)的文件名叫"libcommon.so.1"，其中".so"表示這是一個(gè)共享庫(kù)，".1"表示這個(gè)庫(kù)的版本是1

符號(hào)鏈接文件命名規(guī)則：lib<庫(kù)名>.so

第五步：編寫(xiě)應(yīng)用程序

/****test.c****/
#include
#include"common.h"

intmain(intargc,constchar*argv[]){
   hello();
   bye();
return0;
}

第六步：編譯應(yīng)用程序并鏈接共享庫(kù)

#****為共享庫(kù)文件創(chuàng)建鏈接文件****#
linux@linux:~/andy/lib/share$ls
bye.cbye.ocommon.hhello.chello.olibcommon.so.1test.c
linux@linux:~/andy/lib/share$ln-slibcommon.so.1libcommon.so //ln-s創(chuàng)建符號(hào)鏈接
linux@linux:~/andy/lib/share$ls
bye.cbye.ocommon.hhello.chello.olibcommon.solibcommon.so.1test.c

#****編譯應(yīng)用程序并鏈接共享庫(kù)****#
linux@linux:~/andy/lib/share$gcc-otesttest.c-L.-lcommon
linux@linux-:~/andy/lib/share$ls
bye.cbye.ocommon.hhello.chello.olibcommon.solibcommon.so.1testtest.c

gcc -o test test.c -L. -lcommon：可見(jiàn)此處共享庫(kù)和靜態(tài)庫(kù)用法相同；GCC在鏈接時(shí)首先找共享庫(kù)，如果共享庫(kù)不存在，則鏈接靜態(tài)庫(kù)，如果靜態(tài)庫(kù)也找不到，則報(bào)錯(cuò)

加"-static"選項(xiàng)后，編譯器會(huì)直接去找靜態(tài)庫(kù)

共享庫(kù)的加載：如果完成上述步驟后就執(zhí)行程序，會(huì)報(bào)如下錯(cuò)誤

linux@linux:~/andy/lib/share$./test
./test:errorwhileloadingsharedlibraries:libcommon.so:cannotopensharedobjectfile:Nosuchfileordirectory

出錯(cuò)原因：因?yàn)槌绦蜴溄拥氖枪蚕韼?kù)，并沒(méi)有復(fù)制共享庫(kù)中的代碼，程序在執(zhí)行時(shí)會(huì)去加載用到的共享庫(kù)，加載時(shí)會(huì)去缺省路徑(比如"/lib","/usr/lib")下尋找共享庫(kù)，但是我們創(chuàng)建的庫(kù)在當(dāng)前目錄下，并不在系統(tǒng)庫(kù)的搜索路徑里，所以在執(zhí)行時(shí)找不到共享庫(kù)，因此報(bào)錯(cuò)

創(chuàng)建好共享庫(kù)后還需要添加共享庫(kù)加載路徑

第七步：加載共享庫(kù)并執(zhí)行程序

linux@linux:~/andy/lib/share$exportLD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:.
linux@linux:~/andy/lib/share$./test
helloworld
bye!

export 用于將原來(lái)的環(huán)境變量導(dǎo)出

":"前面的"$LD_LIBRARY_PATH"是引用原先的值；":"后面的"."是追加了當(dāng)前目錄；還可追加其余共享庫(kù)的路徑，要用":"隔開(kāi)

此方法是臨時(shí)的，只對(duì)當(dāng)前終端有效。當(dāng)重新打開(kāi)一個(gè)終端再執(zhí)行改程序時(shí)又會(huì)報(bào)錯(cuò)

為了讓系統(tǒng)能找到要加載的共享庫(kù)，通常由三種方法：

把庫(kù)拷貝到/usr/lib和/lib目錄下

在LD_LIBRARY_PATH環(huán)境變量中添加庫(kù)所在路徑

添加/etc/ld.so.conf.d/*.conf文件，執(zhí)行 ldconfig刷新

審核編輯：湯梓紅