Linux中的靜態(tài)庫和共享庫

一. 什么是庫

庫是一個二進制文件，包含的代碼可被程序調用。例如標準C庫、數學庫、線程庫等等。庫有源碼，可下載后編譯，也可以直接安裝二進制包。 庫是事先編譯好的，可以復用的代碼，在OS上運行的程序基本上都要使用庫。使用庫可以提高開發(fā)效率。Windows和Linux下庫文件的格式不兼容。Linux下包含靜態(tài)庫和共享庫。

二. 靜態(tài)庫

靜態(tài)庫有如下特點

編譯（鏈接）時把靜態(tài)庫中相關代碼復制到可執(zhí)行文件中

程序中包含代碼，運行時不再需要靜態(tài)庫

程序運行時無需加載庫，運行速度更快

占用更多磁盤和空間

靜態(tài)庫升級后，程序需要重新編譯鏈接

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

第二步：編寫庫源碼

/****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

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
linux@linux:~/andy/lib$ls
hello.chello.hhello.olibhello.a   //注意libhello.a是庫文件名，hello是庫名
linux@linux:~/andy/lib$nmlibhello.a   //使用nm命令可查看庫中符號信息

hello.o:
00000000Thello
Uputs

第五步：編寫應用程序

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

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

第六步：編譯應用程序并鏈接靜態(tài)庫

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+庫名鏈接靜態(tài)庫
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，編譯后相關代碼已經復制到可執(zhí)行文件中。刪除靜態(tài)庫，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

共享庫有如下特點：

編譯（鏈接）時僅記錄用到哪個共享庫中的哪個符號，不復制共享庫中相關代碼

程序不包含庫中代碼，尺寸小

多個程序可共享一個庫

程序運行時需要加載庫

庫升級方便，無需重新編譯程序

使用更加廣泛

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

第二步：編寫庫源碼

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

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

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

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

/****共享庫頭文件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：告訴編譯器生成位置無關代碼

位置無關代碼：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。編譯時用到了相對尋址而不是絕對尋址

第四步：創(chuàng)建共享庫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：告訴編譯器生成一個共享庫

生成的共享庫的文件名叫"libcommon.so.1"，其中".so"表示這是一個共享庫，".1"表示這個庫的版本是1

符號鏈接文件命名規(guī)則：lib<庫名>.so

第五步：編寫應用程序

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

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

第六步：編譯應用程序并鏈接共享庫

#****為共享庫文件創(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)建符號鏈接
linux@linux:~/andy/lib/share$ls
bye.cbye.ocommon.hhello.chello.olibcommon.solibcommon.so.1test.c

#****編譯應用程序并鏈接共享庫****#
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：可見此處共享庫和靜態(tài)庫用法相同；GCC在鏈接時首先找共享庫，如果共享庫不存在，則鏈接靜態(tài)庫，如果靜態(tài)庫也找不到，則報錯

加"-static"選項后，編譯器會直接去找靜態(tài)庫

共享庫的加載：如果完成上述步驟后就執(zhí)行程序，會報如下錯誤

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

出錯原因：因為程序鏈接的是共享庫，并沒有復制共享庫中的代碼，程序在執(zhí)行時會去加載用到的共享庫，加載時會去缺省路徑(比如"/lib","/usr/lib")下尋找共享庫，但是我們創(chuàng)建的庫在當前目錄下，并不在系統(tǒng)庫的搜索路徑里，所以在執(zhí)行時找不到共享庫，因此報錯

創(chuàng)建好共享庫后還需要添加共享庫加載路徑

第七步：加載共享庫并執(zhí)行程序

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

export 用于將原來的環(huán)境變量導出

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

此方法是臨時的，只對當前終端有效。當重新打開一個終端再執(zhí)行改程序時又會報錯

為了讓系統(tǒng)能找到要加載的共享庫，通常由三種方法：

把庫拷貝到/usr/lib和/lib目錄下

在LD_LIBRARY_PATH環(huán)境變量中添加庫所在路徑

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

審核編輯：湯梓紅