Linux下動態(tài)庫(.so)和靜態(tài)庫(.a) 的區(qū)別

二者的不同點在于代碼被載入的時刻不同胁赢。

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,因此體積比較大。

動態(tài)庫(共享庫)的代碼在可執(zhí)行程序運行時才載入內(nèi)存系馆，在編譯過程中僅簡單的引用代兵，因此代碼體積比較小。

不同的應用程序如果調用相同的庫,那么在內(nèi)存中只需要有一份該動態(tài)庫(共享庫)的實例土辩。

靜態(tài)庫和動態(tài)庫的最大區(qū)別,靜態(tài)情況下,把庫直接加載到程序中,而動態(tài)庫鏈接的時候,它只是保留接口,將動態(tài)庫與程序代碼獨立,這樣就可以提高代碼的可復用度，和降低程序的耦合度。

靜態(tài)庫在程序編譯時會被連接到目標代碼中，程序運行時將不再需要該靜態(tài)庫松忍。

動態(tài)庫在程序編譯時并不會被連接到目標代碼中摊溶，而是在程序運行是才被載入，因此在程序運行時還需要動態(tài)庫存在

一靜態(tài)庫

這類庫的名字一般是libxxx.a；利用靜態(tài)函數(shù)庫編譯成的文件比較大，因為整個函數(shù)庫的所有數(shù)據(jù)都會被整合進目標代碼中，他的優(yōu)點就顯而易見了，即編譯后的執(zhí)行程序不需要外部的函數(shù)庫支持硼婿，因為所有使用的函數(shù)都已經(jīng)被編譯進去了。當然這也會成為他的缺點记焊，因為如果靜態(tài)函數(shù)庫改變了瓢颅，那么你的程序必須重新編譯信柿。

靜態(tài)庫的代碼在編譯時鏈接到應用程序中，因此編譯時庫文件必須存在,并且需要通過“-L”參數(shù)傳遞路徑給編譯器,應用程序在開始執(zhí)行時，庫函數(shù)代碼將隨程序一起調入進程內(nèi)存段直到進程結束蝗岖，其執(zhí)行過程不需要原靜態(tài)庫存在铅鲤。

在UNIX中,使用ar命令創(chuàng)建或者操作靜態(tài)庫

ar archivefile objfile

archivefile：archivefile是靜態(tài)庫的名稱

objfile:objfile是已.o為擴展名的中間目標文件名骇塘，可以多個并列

參數(shù) 意義

-r 將objfile文件插入靜態(tài)庫尾或者替換靜態(tài)庫中同名文件

-x 從靜態(tài)庫文件中抽取文件objfile

-t 打印靜態(tài)庫的成員文件列表

-d 從靜態(tài)庫中刪除文件objfile

-s 重置靜態(tài)庫文件索引

-v 創(chuàng)建文件冗余信息

-c 創(chuàng)建靜態(tài)庫文件

example:

/******************?hello.h?**************/??

void?hello(void);??

/******************?hello.cpp?**************/??

#include<iostream>??

#include"hello.h"??

using?namespace?std;??

void?hello(void)??

{??

????????cout?<<"Hello?"<<endl;??

}??

/******************?main.cpp?**************/??

#include"hello.h"??

int?main(int?argc,char?*argv[])??

{??

????????hello();??

????????return?0;??

}??

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1.編譯成靜態(tài)庫

無論靜態(tài)庫纯丸，還是動態(tài)庫，都是由.o文件創(chuàng)建的若未。因此倾鲫，我們必須將源程序hello.c通過gcc先編譯成.o文件隙疚。

hc@linux-v07j:~/weiming/tt> g++ -o hello.o -c hello.cpp

hc@linux-v07j:~/weiming/tt> ar cqs libHello.a hello.o

hc@linux-v07j:~/weiming/tt> ls

hello.cpp hello.h hello.o?libHello.a?main.cpp

2.鏈接

hc@linux-v07j:~/weiming/tt> g++ main.cpp libHello.a -o Out1 （g++ -o aOut main.cpp ./libHello.a 或者 g++ -o aOut main.cpp -L./ -lHello）

注意：如果hello() 里面還使用了其他的庫函數(shù)比如pthread_create，則最后生成Out1 時還需 -lpthread，但ar 時可以不用邻吞，只需要在 include 的頭文件中找到函數(shù)符號聲明即可瘦癌，但最終生成可執(zhí)行文件時需要找到所有的符號定義牙寞。

hc@linux-v07j:~/weiming/tt> ls

hello.cpp hello.h hello.o libHello.a main.cpp?Out1

hc@linux-v07j:~/weiming/tt> ldd Out1

linux-gate.so.1 => (0xffffe000)?libstdc++.so.6 => /usr/lib/libstdc++.so.6 (0xb7e36000)libm.so.6 => /lib/libm.so.6 (0xb7e11000)?libgcc_s.so.1 => /lib/libgcc_s.so.1 (0xb7e06000)?libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0xb7ce3000)?/lib/ld-linux.so.2 (0xb7f1b000)

二：動態(tài)庫

這類庫的名字一般是libxxx.so;相對于靜態(tài)函數(shù)庫，動態(tài)函數(shù)庫在編譯的時候并沒有被編譯進目標代碼中莫秆，你的程序執(zhí)行到相關函數(shù)時才調用該函數(shù)庫里的相應函數(shù)间雀，因此動態(tài)函數(shù)庫所產(chǎn)生的可執(zhí)行文件比較小。由于函數(shù)庫沒有被整合進你的程序镊屎，而是程序運行時動態(tài)的申請并調用惹挟，所以程序的運行環(huán)境中必須提供相應的庫。動態(tài)函數(shù)庫的改變并不影響你的程序缝驳，所以動態(tài)函數(shù)庫的升級比較方便

不同的UNIX系統(tǒng),鏈接動態(tài)庫方法连锯，實現(xiàn)細節(jié)不一樣

編譯PIC型.o中間文件的方法一般是采用C語言編譯器的-KPIC或者-fpic選項,有的UNIX版本C語言編譯器默認帶上了PIC標準.創(chuàng)建最終動態(tài)庫的方法一般采用C語言編譯器的-G或者-shared選項，或者直接使用工具ld創(chuàng)建用狱。

最主要的是GCC命令行的一個選項:

-shared 該選項指定生成動態(tài)連接庫（讓連接器生成T類型的導出符號表运怖，有時候也生成弱連接W類型的導出符號），不用該標志外部程序無法連接齿拂。相當于一個可執(zhí)行文件-fPIC：表示編譯為位置獨立的代碼驳规，不用此選項的話編譯后的代碼是位置相關的所以動態(tài)載入時是通過代碼拷貝的方式來滿足不同進程的需要，而不能達到真正代碼段共享的目的署海。（轉者注：共享庫各段的加載地址并沒有定死吗购，可以加載到任意位置，因為指令中沒有使用絕對地址（相對于鏈接后的可執(zhí)行文件各segment來說）砸狞，因此稱為位置無關代碼）-L.：表示要連接的庫在當前目錄中-ltest：編譯器查找動態(tài)連接庫時有隱含的命名規(guī)則捻勉，即在給出的名字前面加上lib，后面加上.so來確定庫的名稱

這里分別將源文件d1.c和d2.c編譯為動態(tài)庫d1.so和d2.so.

/************?d1.h***************/??

void?print();??

/***************??d1.cpp?*******************/??

#include?<iostream>??

#include?"d1.h"??

using?namespace?std??

int?p?=?1;??

void?print()??

{??

????cout<<?p?<<endl;??

}??

/************?d2.h***************/??

void?print();??

/***************??d2.cpp?*******************/??

#include?<iostream>??

#include?"d2.h"??

using?namespace?std;??

int?p?=?2;??

void?print()??

{??

????cout<<?p?<<endl;??

}??

LINUX和其他gcc編譯器

g++ -fpic -c d1.cpp d2.cpp /* 編譯為.o為擴展名的中間目標文件d1.o刀森，d2.o*/

g++ -shared -o libd1.so d1.o /*根據(jù)中間目標文件d1.o創(chuàng)建動態(tài)庫文件d1.so*/

g++ -shared -o libd2.so d2.o /*根據(jù)中間目標文件d2.o創(chuàng)建動態(tài)庫文件d2.so*/

或者直接一步到位

g++ -O -fpic -shared -o libd1.so d1.cpp

g++ -O -fpic -shared -o libd2.so d2.cpp

某些版本的gcc上也可以使用-G替換-shared選項

調用動態(tài)庫

隱式調用動態(tài)庫

/**************??main.cpp?*********************/??

void?print();?//或者用#include"d1.h"(#include"d2.h")替換??

int?main(int?argc,char?*argv[])??

{??

????print();??

}??

#cp ./libd1.so libd.so (cp ./libd2.so libd.so )

# g++ -o dOut main.cpp ./libd.so (或者g++ -o dOut main.cpp -L./ -ld)

hc@linux-v07j:~/weiming/tt/dd> ldd dOut

linux-gate.so.1 => (0xffffe000)?libd.so => ./libd.so (0xb7f0f000)?

libstdc++.so.6 => /usr/lib/libstdc++.so.6 (0xb7e2b000)

libm.so.6 => /lib/libm.so.6 (0xb7e06000)?libgcc_s.so.1 => /lib/libgcc_s.so.1 (0xb7dfa000)?libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0xb7cd8000)?/lib/ld-linux.so.2 (0xb7f12000)

ldd模擬運行一遍main踱启，在運行過程中做動態(tài)鏈接，從而得知這個可執(zhí)行文件依賴于哪些共享庫研底，每個共享庫都在什么路徑下埠偿，加載到進程地址空間的什么地址。

總之榜晦，共享庫的搜索路徑由動態(tài)鏈接器決定冠蒋，從ld.so(8)的Man Page可以查到共享庫路徑的搜索順序：

1. 首先在環(huán)境變量LD_LIBRARY_PATH所記錄的路徑中查找。

2. 在程序鏈接時指定的 rpath 中查找乾胶，可以 readelf binfile | grep RPATH 抖剿。

3. 然后從緩存文件/etc/ld.so.cache中查找朽寞。這個緩存文件由/sbin/ldconfig命令讀取配置文件/etc/ld.so.conf 之后生成。

（也可以在 ld.so.conf.d 目錄下增加 *.conf 文件斩郎，里面寫入庫路徑脑融，在 ld.so.conf 中 include ld.so.conf.d/*.conf ）

4. 如果上述步驟都找不到，則到默認的系統(tǒng)路徑中查找缩宜，先是/usr/lib然后是/lib肘迎。

不同的UNIX所依賴的動態(tài)庫查找路徑環(huán)境變量名稱各不相同

UNIX版本動態(tài)庫查找路徑環(huán)境變量

AIX LIB_PATH

LINUX LD_LIBRARY_PATH

HP_UNIX PAHT

SCO UNIX LD_LIBRARY_PATH

動態(tài)鏈接庫取代靜態(tài)庫的好處之一就是可以隨時升級庫的內(nèi)容。

當動態(tài)庫被接口完全相同的庫文件取代后,可執(zhí)行程序能迅速的切換到新動態(tài)庫中代碼锻煌，省去了編譯的麻煩膜宋。

顯式調用動態(tài)庫

顯式調用動態(tài)庫,編譯時無需庫文件,執(zhí)行時動態(tài)可存儲于任意位置,庫里共享對象必須先申請后使用,不同動態(tài)庫版本,只要其共享對象接口相同,就可以直接動態(tài)加載。注意添加 "-ldl" 編譯參數(shù)炼幔。

//打開動態(tài)庫??

#include<dlfcn.h>??

void?*dlopen(const?char?*?pathname,int?mode);??

//獲取動態(tài)庫對象地址??

include<dlfcn.h>??

void?*dlsym(void?*handle,const?char?*name);??

//錯誤檢測??

include<dlfcn.h>??

char?*dlerror(vid);??

//關閉動態(tài)庫??

include<dlfcn.h>??

int?dlclose(void?*?handle);??

動態(tài)庫的加載或多或少會占用一定的系統(tǒng)資源,比如內(nèi)存等。因此當不需要或者一段時間內(nèi)不需要共享動態(tài)庫時就要卸載之史简。函數(shù)dlclose關閉參數(shù)handle所指向的動態(tài)庫乃秀，卸載其所占的內(nèi)存等資源,此調用后參數(shù)handle無效。

實際上圆兵，由于動態(tài)庫可能同時被多個進程共享,當一個進程指向dlclose時跺讯，資源并不馬上被卸載,只有當全部進程都宣布關閉動態(tài)庫后,操作系統(tǒng)才開始回收動態(tài)庫資源。

總結:

編譯靜態(tài)庫時先使用-c選項,再利用ar工具產(chǎn)生.編譯動態(tài)庫的方式依不同版本的UNXI而定殉农。隱式調用動態(tài)庫與靜態(tài)庫的用法相一致,而顯示調用動態(tài)庫則需要借助動態(tài)加載共享庫函數(shù)族刀脏。

隱式調用動態(tài)庫和靜態(tài)庫使用方法一致,使用靜態(tài)庫和使用動態(tài)庫編譯成目標程序使用的gcc命令完全一樣，那當靜態(tài)庫和動態(tài)庫同名時超凳，gcc命令會使用哪個庫文件呢愈污？

通過測試可以發(fā)現(xiàn),當靜態(tài)庫和動態(tài)庫同名時， gcc命令將優(yōu)先使用動態(tài)庫.為了確保使用的是靜態(tài)庫, 編譯時可以加上 -static 選項轮傍，因此多第三方程序為了確保在沒有相應動態(tài)庫時運行正常暂雹，喜歡在編譯最后應用程序時加入-static