C 靜態庫與動態庫

庫是寫好的現有的，成熟的，可以復用的**。現實中每個程式都要依賴很多基礎的底層庫，不可能每個人的**都從零開始，因此庫的存在意義非同尋常。

本質上來說庫是一種可執行**的二進位制形式，可以被作業系統載入記憶體執行。庫有兩種：靜態庫（.a、.lib）和動態庫（.so、.dll）。

所謂靜態、動態是指鏈結。回顧一下，將乙個程式編譯成可執行程式的步驟：

之所以成為【靜態庫】，是因為在鏈結階段，會將彙編生成的目標檔案.o與引用到的庫一起鏈結打包到可執行檔案中。因此對應的鏈結方式稱為靜態鏈結。

試想一下，靜態庫與彙編生成的目標檔案一起鏈結為可執行檔案，那麼靜態庫必定跟.o檔案格式相似。其實乙個靜態庫可以簡單看成是一組目標檔案（.o/.obj檔案）的集合，即很多目標檔案經過壓縮打包後形成的乙個檔案。靜態庫特點總結：

下面編寫一些簡單的四則運算c++類，將其編譯成靜態庫給他人用，標頭檔案如下所示：

標頭檔案
#pragma once
class staticmath
;

linux下使用ar工具、windows下vs使用lib.exe，將目標檔案壓縮到一起，並且對其進行編號和索引，以便於查詢和檢索。一般建立靜態庫的步驟如圖所示：

1. linux靜態庫命名規則

linux靜態庫命名規範，必須是」lib[your_library_name].a」：lib為字首，中間是靜態庫名，擴充套件名為.a。

2. 建立靜態庫（.a）

通過上面的流程可以知道，linux建立靜態庫過程如下：

g++ -c staticmath.cpp

注意帶引數-c，否則直接編譯為可執行檔案

ar -crv libstaticmath.a staticmath.o

生成靜態庫libstaticmath.a。

大一點的專案會編寫makefile檔案（cmake等等工程管理工具）來生成靜態庫，輸入多個命令太麻煩了。

3. 使用靜態庫

編寫使用上面建立的靜態庫的測試**：

#include "staticmath.h"
#include 
using
namespace
std;
int main(int argc, char* argv)

linux下使用靜態庫，只需要在編譯的時候，指定靜態庫的搜尋路徑（-l選項）、指定靜態庫名（不需要lib字首和.a字尾，-l選項）。

通過上面的介紹發現靜態庫，容易使用和理解，也達到了**復用的目的，那為什麼還需要動態庫呢？

為什麼還需要動態庫？

為什麼需要動態庫，其實也是靜態庫的特點導致。

動態庫在程式編譯時並不會被連線到目標**中，而是在程式執行是才被載入。不同的應用程式如果呼叫相同的庫，那麼在記憶體裡只需要有乙份該共享庫的例項，規避了空間浪費問題。動態庫在程式執行是才被載入，也解決了靜態庫對程式的更新、部署和發布頁會帶來麻煩。使用者只需要更新動態庫即可，增量更新。

動態庫特點總結：

window與linux執行檔案格式不同，在建立動態庫的時候有一些差異。

與建立靜態庫不同的是，不需要打包工具（ar、lib.exe），直接使用編譯器即可建立動態庫。

1. linux動態庫的命名規則

動態鏈結庫的名字形式為 lib***.so，字首是lib，字尾名為「.so」。

2. 建立動態庫（.so）

編寫四則運算動態庫**：

標頭檔案
#pragma once
class dynamicmath
;

g++ -fpic -c dynamicmath.cpp

-fpic 建立與位址無關的編譯程式（pic，position independent code），是為了能夠在多個應用程式間共享。

g++ -shared -o libdynmath.so dynamicmath.o

-shared指定生成動態鏈結庫。

其實上面兩個步驟可以合併為乙個命令：

g++ -fpic -shared -o libdynmath.so dynamicmath.cpp

3. 使用動態庫編寫使用動態庫的測試**：

#include "../dynamiclibrary/dynamicmath.h"
#include 
using
namespace
std;
int main(int argc, char* argv)

引用動態庫編譯成可執行檔案（跟靜態庫方式一樣）：

g++ testdynamiclibrary.cpp -l ../dynamiclibrary -ldynmath

然後執行：./a.out，發現竟然報錯了

發現還是報錯！那麼，在執行的時候是如何定位共享庫檔案的呢？

1) 當系統載入可執行**時候，能夠知道其所依賴的庫的名字，但是還需要知道絕對路徑。此時就需要系統動態載入器(dynamic linker/loader)。

2) 對於elf格式的可執行程式，是由ld-linux.so*來完成的，它先後搜尋elf檔案的 dt_rpath段—環境變數ld_library_path—/etc/ld.so.cache檔案列表—/lib/,/usr/lib 目錄找到庫檔案後將其載入記憶體。

如何讓系統能夠找到它：

我們將建立的動態庫複製到/usr/lib下面，然後執行測試程式。

二者的不同點在於**被載入的時刻不同。

動態庫的好處是，不同的應用程式如果呼叫相同的庫，那麼在記憶體裡只需要有乙份該共享庫的例項。帶來好處的同時，也會有問題！如經典的dll hell問題，關於如何規避動態庫管理問題，可以自行查詢相關資料。

C 靜態庫與動態庫

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