1.什么是庫
在windows平臺和linux平臺下都大量存在著庫酗钞。
本質(zhì)上來說庫是一種可執(zhí)行代碼的二進制形式，可以被操作系統(tǒng)載入內(nèi)存執(zhí)行径玖。
由于windows和linux的本質(zhì)不同堪伍，因此二者庫的二進制是不兼容的。
本文僅限于介紹linux下的庫已脓。

2.庫的種類
linux下的庫有兩種：靜態(tài)庫和共享庫（動態(tài)庫）。
二者的不同點在于代碼被載入的時刻不同通殃。
靜態(tài)庫的代碼在編譯過程中已經(jīng)被載入可執(zhí)行程序度液，因此體積較大。
共享庫的代碼是在可執(zhí)行程序運行時才載入內(nèi)存的画舌，在編譯過程中僅簡單的引用堕担，因此代碼體積較小。

3.庫存在的意義
庫是別人寫好的現(xiàn)有的曲聂，成熟的霹购，可以復(fù)用的代碼，你可以使用但要記得遵守許可協(xié)議朋腋。
現(xiàn)實中每個程序都要依賴很多基礎(chǔ)的底層庫齐疙，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乍丈。
共享庫的好處是剂碴，不同的應(yīng)用程序如果調(diào)用相同的庫，那么在內(nèi)存里只需要有一份該共享庫的實例轻专。

4.庫文件是如何產(chǎn)生的在linux下
靜態(tài)庫的后綴是.a，它的產(chǎn)生分兩步
Step 1.由源文件編譯生成一堆.o察蹲，每個.o里都包含這個編譯單元的符號表
Step 2.ar命令將很多.o轉(zhuǎn)換成.a请垛，成文靜態(tài)庫
動態(tài)庫的后綴是.so，它由gcc加特定參數(shù)編譯產(chǎn)生洽议。
例如:

$ gcc -fPIC -c *.c $ gcc -shared -Wl,-soname, libfoo.so.1 -o libfoo.so.1.0 *.

5.庫文件是如何命名的宗收，有沒有什么規(guī)范
在linux下，庫文件一般放在/usr/lib /lib下亚兄，
靜態(tài)庫的名字一般為libxxxx.a混稽，其中xxxx是該lib的名稱
動態(tài)庫的名字一般為libxxxx.so.major.minor，xxxx是該lib的名稱，major是主版本號匈勋， minor是副版本號

6.如何知道一個可執(zhí)行程序依賴哪些庫
ldd命令可以查看一個可執(zhí)行程序依賴的共享庫礼旅，
例如# ldd /bin/lnlibc.so.6
=> /lib/libc.so.6 (0×40021000)/lib/ld-linux.so.2
=> /lib/ld- linux.so.2 (0×40000000)
可以看到ln命令依賴于libc庫和ld-linux庫

7.可執(zhí)行程序在執(zhí)行的時候如何定位共享庫文件
當(dāng)系統(tǒng)加載可執(zhí)行代碼時候，能夠知道其所依賴的庫的名字洽洁，但是還需要知道絕對路徑
此時就需要系統(tǒng)動態(tài)載入器(dynamic linker/loader)
對于elf格式的可執(zhí)行程序痘系，是由ld-linux.so*來完成的，它先后搜索elf文件的 DT_RPATH段—環(huán)境變量LD_LIBRARY_PATH—/etc/ld.so.cache文件列表—/lib/,/usr/lib目錄找到庫文件后將其載入內(nèi)存

8.在新安裝一個庫之后如何讓系統(tǒng)能夠找到他
如果安裝在/lib或者/usr/lib下饿自，那么ld默認能夠找到汰翠，無需其他操作。
如果安裝在其他目錄昭雌，需要將其添加到/etc/ld.so.cache文件中复唤，步驟如下
1.編輯/etc/ld.so.conf文件，加入庫文件所在目錄的路徑
2.運行l(wèi)dconfig烛卧，該命令會重建/etc/ld.so.cache文件

我們通常把一些公用函數(shù)制作成函數(shù)庫佛纫，供其它程序使用。函數(shù)庫分為靜態(tài)庫和動態(tài)庫兩種唱星。靜態(tài)庫在程序編譯時會被連接到目標(biāo)代碼中雳旅，程序運行時將不再需要該靜態(tài)庫。動態(tài)庫在程序編譯時并不會被連接到目標(biāo)代碼中间聊，而是在程序運行是才被載入攒盈，因此在程序運行時還需要動態(tài)庫存在。本文主要通過舉例來說明在Linux中如何創(chuàng)建靜態(tài)庫和動態(tài)庫哎榴，以及使用它們型豁。在創(chuàng)建函數(shù)庫前，我們先來準備舉例用的源程序尚蝌，并將函數(shù)庫的源程序編譯成.o文件迎变。

第1步：編輯得到舉例的程序--hello.h、hello.c和main.c飘言；

hello.h(見程序1)為該函數(shù)庫的頭文件衣形。

hello.c(見程序2)是函數(shù)庫的源程序，其中包含公用函數(shù)hello姿鸿，該函數(shù)將在屏幕上輸出"Hello XXX!"谆吴。

main.c(見程序3)為測試庫文件的主程序，在主程序中調(diào)用了公用函數(shù)hello苛预。

程序1: hello.h

 #ifndef HELLO_H
 #define HELLO_H
 
 void hello(const char *name);
 
 #endif //HELLO_H

程序2: hello.c

 #include <stdio.h>
 
 void hello(const char *name)
 {
  printf("Hello %s!\n", name);
 }

程序3: main.c

 #include "hello.h"
 
 int main()
 {
  hello("everyone");
  return 0;
 }

第2步：將hello.c編譯成.o文件句狼；

無論靜態(tài)庫，還是動態(tài)庫热某，都是由.o文件創(chuàng)建的腻菇。因此胳螟，我們必須將源程序hello.c通過gcc先編譯成.o文件。

在系統(tǒng)提示符下鍵入以下命令得到hello.o文件筹吐。

gcc -c hello.c

(注1：本文不介紹各命令使用和其參數(shù)功能糖耸，若希望詳細了解它們，請參考其他文檔骏令。)

(注2：首字符"#"是系統(tǒng)提示符蔬捷，不需要鍵入，下文相同榔袋。)

我們運行l(wèi)s命令看看是否生存了hello.o文件周拐。

ls

hello.c hello.h hello.o main.c

(注3：首字符不是"#"為系統(tǒng)運行結(jié)果，下文相同凰兑。)

在ls命令結(jié)果中妥粟，我們看到了hello.o文件，本步操作完成吏够。

下面我們先來看看如何創(chuàng)建靜態(tài)庫勾给，以及使用它。

第3步：由.o文件創(chuàng)建靜態(tài)庫锅知；

靜態(tài)庫文件名的命名規(guī)范是以lib為前綴播急，緊接著跟靜態(tài)庫名，擴展名為.a售睹。例如：我們將創(chuàng)建的靜態(tài)庫名為myhello桩警，則靜態(tài)庫文件名就是libmyhello.a。在創(chuàng)建和使用靜態(tài)庫時昌妹，需要注意這點捶枢。創(chuàng)建靜態(tài)庫用ar命令。

在系統(tǒng)提示符下鍵入以下命令將創(chuàng)建靜態(tài)庫文件libmyhello.a飞崖。

ar cr libmyhello.a hello.o

我們同樣運行l(wèi)s命令查看結(jié)果：

ls

hello.c hello.h hello.o libmyhello.a main.c

ls命令結(jié)果中有l(wèi)ibmyhello.a烂叔。

第4步：在程序中使用靜態(tài)庫；

靜態(tài)庫制作完了固歪，如何使用它內(nèi)部的函數(shù)呢蒜鸡？只需要在使用到這些公用函數(shù)的源程序中包含這些公用函數(shù)的原型聲明，然后在用gcc命令生成目標(biāo)文件時指明靜態(tài)庫名牢裳，gcc將會從靜態(tài)庫中將公用函數(shù)連接到目標(biāo)文件中术瓮。注意，gcc會在靜態(tài)庫名前加上前綴lib贰健，然后追加擴展名.a得到的靜態(tài)庫文件名來查找靜態(tài)庫文件。

在程序3:main.c中恬汁，我們包含了靜態(tài)庫的頭文件hello.h伶椿，然后在主程序main中直接調(diào)用公用函數(shù)hello辜伟。下面先生成目標(biāo)程序hello，然后運行hello程序看看結(jié)果如何脊另。

gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

./hello

Hello everyone!

我們刪除靜態(tài)庫文件試試公用函數(shù)hello是否真的連接到目標(biāo)文件 hello中了导狡。

 rm libmyhello.a

rm: remove regular file `libmyhello.a'? y

 ./hello

Hello everyone!

程序照常運行，靜態(tài)庫中的公用函數(shù)已經(jīng)連接到目標(biāo)文件中了偎痛。

我們繼續(xù)看看如何在Linux中創(chuàng)建動態(tài)庫旱捧。我們還是從.o文件開始。

第5步：由.o文件創(chuàng)建動態(tài)庫文件踩麦；

動態(tài)庫文件名命名規(guī)范和靜態(tài)庫文件名命名規(guī)范類似枚赡，也是在動態(tài)庫名增加前綴lib，但其文件擴展名為.so谓谦。例如：我們將創(chuàng)建的動態(tài)庫名為myhello贫橙，則動態(tài)庫文件名就是libmyhello.so。用gcc來創(chuàng)建動態(tài)庫反粥。

在系統(tǒng)提示符下鍵入以下命令得到動態(tài)庫文件libmyhello.so卢肃。

 gcc -shared -fPCI -o libmyhello.so hello.o

我們照樣使用ls命令看看動態(tài)庫文件是否生成。

 ls

hello.c hello.h hello.o libmyhello.so main.c

第6步：在程序中使用動態(tài)庫才顿；

在程序中使用動態(tài)庫和使用靜態(tài)庫完全一樣莫湘，也是在使用到這些公用函數(shù)的源程序中包含這些公用函數(shù)的原型聲明，然后在用gcc命令生成目標(biāo)文件時指明動態(tài)庫名進行編譯郑气。我們先運行g(shù)cc命令生成目標(biāo)文件幅垮，再運行它看看結(jié)果。

 gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

 ./hello

./hello: error while loading shared libraries: libmyhello.so: 
cannot open shared object file: No such file or directory

哦竣贪！出錯了军洼。快看看錯誤提示演怎，原來是找不到動態(tài)庫文件libmyhello.so匕争。程序在運行時，會在/usr/lib和/lib等目錄中查找需要的動態(tài)庫文件爷耀。若找到甘桑，則載入動態(tài)庫，否則將提示類似上述錯誤而終止程序運行歹叮。我們將文件libmyhello.so復(fù)制到目錄/usr/lib中跑杭，再試試。

mv libmyhello.so /usr/lib

./hello

./hello: error while loading shared libraries: /usr/lib/libhello.so:
 cannot restore segment prot after reloc: Permission denied

由于SELinux引起咆耿，

 chcon -t texrel_shlib_t /usr/lib/libhello.so

 ./hello

Hello everyone!

成功了德谅。這也進一步說明了動態(tài)庫在程序運行時是需要的。

我們回過頭看看萨螺，發(fā)現(xiàn)使用靜態(tài)庫和使用動態(tài)庫編譯成目標(biāo)程序使用的gcc命令完全一樣窄做，那當(dāng)靜態(tài)庫和動態(tài)庫同名時愧驱，gcc命令會使用哪個庫文件呢？抱著對問題必究到底的心情椭盏，來試試看组砚。

先刪除 除.c和.h外的 所有文件，恢復(fù)成我們剛剛編輯完舉例程序狀態(tài)掏颊。

 rm -f hello hello.o /usr/lib/libmyhello.so

ls

hello.c hello.h main.c

在來創(chuàng)建靜態(tài)庫文件libmyhello.a和動態(tài)庫文件libmyhello.so糟红。

gcc -c hello.c

ar cr libmyhello.a hello.o

gcc -shared -fPCI -o libmyhello.so hello.o

ls

hello.c hello.h hello.o libmyhello.a libmyhello.so main.c

通過上述最后一條ls命令，可以發(fā)現(xiàn)靜態(tài)庫文件libmyhello.a和動態(tài)庫文件libmyhello.so都已經(jīng)生成乌叶，并都在當(dāng)前目錄中盆偿。然后，我們運行g(shù)cc命令來使用函數(shù)庫myhello生成目標(biāo)文件hello枉昏，并運行程序 hello陈肛。

 gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

 ./hello

./hello: error while loading shared libraries: libmyhello.so: 
cannot open shared object file: No such file or directory

從程序hello運行的結(jié)果中很容易知道，當(dāng)靜態(tài)庫和動態(tài)庫同名時兄裂， gcc命令將優(yōu)先使用動態(tài)庫句旱。

基本概念

庫有動態(tài)與靜態(tài)兩種，動態(tài)通常用.so為后綴晰奖，靜態(tài)用.a為后綴谈撒。

例如：libhello.so libhello.a 為了在同一系統(tǒng)中使用不同版本的庫，可以在庫文件名后加上版本號為后綴,例如： libhello.so.1.0,由于程序連接默認以.so為文件后綴名匾南。所以為了使用這些庫啃匿，通常使用建立符號連接的方式。

ln -s libhello.so.1.0 libhello.so.1

ln -s libhello.so.1 libhello.so

1蛆楞、使用庫
當(dāng)要使用靜態(tài)的程序庫時溯乒，連接器會找出程序所需的函數(shù)，然后將它們拷貝到執(zhí)行文件豹爹，由于這種拷貝是完整的裆悄，所以一旦連接成功，靜態(tài)程序庫也就不再需要了臂聋。然 而光稼，對動態(tài)庫而言，就不是這樣孩等。動態(tài)庫會在執(zhí)行程序內(nèi)留下一個標(biāo)記指明當(dāng)程序執(zhí)行時艾君，首先必須載入這個庫。由于動態(tài)庫節(jié)省空間肄方，linux下進行連接的缺省操作是首先連接動態(tài)庫冰垄，也就是說，如果同時存在靜態(tài)和動態(tài)庫权她，不特別指定的話播演，將與動態(tài)庫相連接冀瓦。 現(xiàn)在假設(shè)有一個叫hello的程序開發(fā)包，它提供一個靜態(tài)庫libhello.a 一個動態(tài)庫libhello.so,一個頭文件hello.h,頭文件中提供sayhello()這個函數(shù) /* hello.h */ void sayhello(); 另外還有一些說明文檔写烤。

這一個典型的程序開發(fā)包結(jié)構(gòu) 與動態(tài)庫連接 linux默認的就是與動態(tài)庫連接，下面這段程序testlib.c使用hello庫中的sayhello()函數(shù)

/testlib.c/

#include <>

#include <>

int main()

{

   sayhello();

   return 0;

}

使用如下命令進行編譯 $gcc -c testlib.c -o testlib.o

用如下命令連接： $gcc testlib.o -lhello -o testlib

連接時要注意拾徙，假設(shè)libhello.o 和libhello.a都在缺省的庫搜索路徑下/usr/lib下洲炊，如果在其它位置要加上-L參數(shù) 與與靜態(tài)庫連接麻煩一些，主要是參數(shù)問題尼啡。還是上面的例子：

$gcc testlib.o -o testlib -WI,-Bstatic -lhello

注：這個特別的"-WI暂衡，-Bstatic"參數(shù)，實際上是傳給了連接器ld崖瞭。指示它與靜態(tài)庫連接狂巢，如果系統(tǒng)中只有靜態(tài)庫當(dāng)然就不需要這個參數(shù)了。 如果要和多個庫相連接书聚，而每個庫的連接方式不一樣唧领，比如上面的程序既要和libhello進行靜態(tài)連接，又要和libbye進行動態(tài)連接雌续，其命令應(yīng)為：

$gcc testlib.o -o testlib -WI,-Bstatic -lhello -WI,-Bdynamic -lbye

2斩个、動態(tài)庫的路徑問題 為了讓執(zhí)行程序順利找到動態(tài)庫，有三種方法：

(1)把庫拷貝到/usr/lib和/lib目錄下驯杜。

(2)在LD_LIBRARY_PATH環(huán)境變量中加上庫所在路徑受啥。

例如動態(tài)庫libhello.so在/home/ting/lib目錄下，以bash為例鸽心，使用命令：

$export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/ting/lib

(3) 修改/etc/ld.so.conf文件滚局，把庫所在的路徑加到文件末尾，并執(zhí)行l(wèi)dconfig刷新顽频。這樣藤肢，加入的目錄下的所有庫文件都可見。

3冲九、查看庫中的符號

有時候可能需要查看一個庫中到底有哪些函數(shù)谤草，nm命令可以打印出庫中的涉及到的所有符號。庫既可以是靜態(tài)的也可以是動態(tài)的莺奸。nm列出的符號有很多丑孩，常見的有三種：

一種是在庫中被調(diào)用，但并沒有在庫中定義(表明需要其他庫支持)灭贷，用U表示温学；

一種是庫中定義的函數(shù)，用T表示甚疟，這是最常見的仗岖；

另外一種是所謂的“弱 態(tài)”符號逃延，它們雖然在庫中被定義，但是可能被其他庫中的同名符號覆蓋轧拄，用W表示揽祥。

例如，假設(shè)開發(fā)者希望知道上文提到的hello庫中是否定義了 printf():

$nm libhello.so |grep printf U

其中printf U表示符號printf被引用檩电，但是并沒有在函數(shù)內(nèi)定義拄丰，由此可以推斷，要正常使用hello庫俐末，必須有其它庫支持料按，再使用ldd命令查看hello依賴于哪些庫：

$ldd hello libc.so.6=>/lib/libc.so.6(0x400la000) /lib/ld-linux.so.2=>
/lib/ld-linux.so.2 (0x40000000)

從上面的結(jié)果可以繼續(xù)查看printf最終在哪里被定義，有興趣可以go on

4卓箫、生成庫

第一步要把源代碼編繹成目標(biāo)代碼载矿。

以下面的代碼為例，生成上面用到的hello庫：

/* hello.c */

#include <> 

void sayhello()

{

  printf("hello,world ");

}

用gcc編繹該文件烹卒，在編繹時可以使用任何全法的編繹參數(shù)闷盔，例如-g加入調(diào)試代碼等： gcc -c hello.c -o hello.o

(1)連接成靜態(tài)庫 連接成靜態(tài)庫使用ar命令，其實ar是archive的意思

 $ar cqs libhello.a hello.o

(2)連接成動態(tài)庫 生成動態(tài)庫用gcc來完成甫题，由于可能存在多個版本馁筐，因此通常指定版本號：

$gcc -shared -Wl,-soname,libhello.so.1 -o libhello.so.1.0 hello.o

另外再建立兩個符號連接：

$ln -s libhello.so.1.0 libhello.so.1

$ln -s libhello.so.1 libhello.so

這樣一個libhello的動態(tài)連接庫就生成了。最重要的是傳gcc -shared 參數(shù)使其生成是動態(tài)庫而不是普通執(zhí)行程序坠非。 -Wl 表示后面的參數(shù)也就是-soname,libhello.so.1直接傳給連接器ld進行處理敏沉。實際上，每一個庫都有一個soname炎码，當(dāng)連接器發(fā)現(xiàn)它正在查找的程序庫中有這樣一個名稱盟迟，連接器便會將soname嵌入連結(jié)中的二進制文件內(nèi)，而不是它正在運行的實際文件名潦闲，在程序執(zhí)行期間攒菠，程序會查找擁有 soname名字的文件，而不是庫的文件名歉闰，換句話說辖众，soname是庫的區(qū)分標(biāo)志。 這樣做的目的主要是允許系統(tǒng)中多個版本的庫文件共存和敬，習(xí)慣上在命名庫文件的時候通常與soname相同 libxxxx.so.major.minor 其中凹炸，xxxx是庫的名字，major是主版本號昼弟，minor 是次版本號