【Linux详解】基础IO：软硬连接

软硬链接

1. 介绍

2.理解

2.1 如何理解硬链接？

2.2 如何理解软连接？

动静态库

1.介绍

1.1 使用

1.2 什么是库？

2.生成

2.1 静态库

2.2 动态库：

软硬链接

1. 介绍

1.1 软连接

是一个独立文件，具有独立的 inode ，也有独立的数据块，它的数据块里面保存的是指向的文件的路径，公用 inode

建立软连接

ln -s myfile.txt soft_file.link

1.2 硬链接

硬连接的 inode 是一样的，不是一个独立的文件，本质其实就是在特定目录的数据块中新增，文件名和指向的文件的 inode 编号的映射关系！！

ln 建立连接，由后者指向前者，硬链接数

观察 inode 编号可以发现，软硬链接的区别：是否具有独立的Inode。

软链接具有独立的Inode：可以被当作独立的文件看待。

2.理解

2.1 如何理解硬链接？

任意一个文件，无论是目录，还是普通文件，都有 inode

每一个 inode 内部，都有一个叫做引用计数的计数器，有多少个文件名指向我

通常用来进行路径定位，采用硬链接，可以进行目录间切换

硬链接没有独立的Inode，那硬链接该如何理解呢？或者建立一个硬链接究竟是做了什么？

通过实践我们可以发现，创建目录会发现硬链接数会增加

在目录当中的运用

删文件就是解除映射关系，连接数--

这就是为什么硬链接不会一次被删除

应用场景

一个. 表示当前目录，inode 是一样的，相当于在另一个场景下的重命名，..为 3，返回的是上级路径的 inode

eg: / 硬链接数为 21，可知旗下有 19 个目录

❓ linux 不允许对目录硬链接，为什么？

如下图：

那为什么目录内部有./..，不是目录的硬链接吗？？

系统搜索时，并没有调用./..，诞生相对路径是为了方便搜索，也是当前目录的内容，相当于这个的硬链接是由系统设计好了的

2.2 如何理解软连接？

特别像我们在 windows 当中的创建快捷方式，路径直接跳转

🗝️ 为什么要有？

上线了一个软件，要给客户看，可执行程序 exe 路径太深了，这时候可以通过提出来 ln -s ，形成软连接，就能直接 test.exe ，不带路径执行啦

软链接有自己独立的Inode和内容，当我们删除myfile.txt，软链接就出错，但是我们知道Inode还在。换一个角度思考，怎么不算是一种置后的重命名呢

软链接里面保存的是与文件所处路径的映射关系。

当把文件删除时，这个映射关系就出错了。unlink 的使用

注：对文件的权限最终解释权归目标文件，软连接不能影响

软连接可以和之后的动态库结合使用

动静态库

1.介绍

静态库（.a结尾）：程序在编译链接的时候把库的代码拷贝到可执行文件中。程序运行的时候将不再需要静态库。

动态库（.so结尾）：程序在运行的时候才去加载动态库的代码，多个程序共享使用库的代码。

各自缺点：
动态库：受到库升级或被删除等影响
静态库：形成可执行程序太大

命名：例如动态库 libxxx.so
lib前缀 .so后缀去掉前缀和后缀，剩下的就是库名称

1.1 使用

在Linux中，动态链接和静态链接是链接器在编译程序时使用库的不同方式。动态链接器在运行时加载共享库（通常带有 .so 后缀），而静态链接器在编译时将库的代码直接合并到可执行文件中（通常带有 .a 后缀）。以下是对您提供内容的格式化：

在Linux中使用GCC编译静态链接的可执行文件

命令行示例

gcc test.c -o mytest -static

注意

如果系统中只提供.so文件，则只能使用动态链接。
如果只提供.a文件，即使不指定-static，也是静态链接。
如果动态库和静态库都存在，默认使用动态库。

安装C静态库

sudo yum install -y glibc-static

安装C++静态库

sudo yum install -y libstdc++-static

关于Linux的动静态库问题

在Windows下，原理是一样的。
默认形成可执行程序：动态链接
Windows下动态库后缀为.dll，静态库后缀为.lib
注意：系统本身为了支持编程，除了提供标准库.h，还提供了标准库的实现.so/.a

1.2 什么是库？

程序在经过预处理，编译，汇编，之后，就要链接了，链接就是将.o文件和库链接起来形成可执行程序。

下面我们将演示类似与库的思想。

vim 小技巧：

在 Vim 编辑器中，使用 :vs（vertical split）命令可以创建一个垂直分割的窗口。若要在这两个窗口之间切换，可以使用下面方法：在 Vim 中，Ctrl + w 是一个前缀键，用于执行与窗口相关的操作，而 j、k、h 和 l 键用于指定方向

库的连接

下面是一个简单的示例，展示了如何编写一个 add 函数，并且如何将它们编译成目标文件（.o 文件），最后将这些目标文件链接起来形成一个可执行文件。
首先，我们需要创建 2 个源文件：

my_add.c - 包含 add 函数的实现。
main.c - 包含 main 函数，用于调用 add 函数。

my_add.c

// my_add.c
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

main.c

// main.c
#include <stdio.h>
extern int add(int a, int b);
int main() {
    int a = 10;
    int b = 5;
    printf("Add: %d + %d = %d\n", a, b, add(a, b));    
    return 0;
}

extern 告诉编译器 add 函数存在，但它的定义（函数体）在其他地方

现在，我们将这些源文件编译成目标文件，并链接它们来创建一个可执行文件。

编译和链接步骤

在 Linux 命令行中执行以下命令：

gcc -c my_add.c -o my_add.o  # 编译 my_add.c 到 my_add.o
gcc -c main.c -o main.o      # 编译 main.c 到 main.o
gcc -o mymath main.o my_add.o # 链接 main.o, my_add.o 到 mymath

最后，运行可执行文件 mymath：

./mymath

这应该会输出：

这样，我们就测试了 Linux 下的 GCC 编译器如何将 .o 文件链接起来形成可执行文件。

2.生成

2.1 静态库

为了将上诉代码接口给同学使用，并且不暴露源码，此时我们就可以选择将它制作成库。

制作如下：

可以先将.h 和.c 打包成 .o

库的原理和上面类似，只是将所有的.o为后缀的文件打包在了一起，形成了一个库，在使用的时候直接使用这个库就可以。

指令：ar -rc libname.a [所有待打包.o]
作用：将所有待打包的.o文件制作成静态库。

该指令中，ar是gnu的归档工具(Archive files)，rc表示replace和create。

❗ 方法 2：一步到位

libmylib.a:add.o
	ar -rc libmylib.a add.o
add.o:add.c
	gcc -c add.c -o add.o
sub.o:subc
	gcc -c sub.c -o sub.o

.PHONY:output
output:
	mkdir -p myliba/include
	mkdir -p myliba/lib 
	cp -f *.h myliba/include
	cp -f *.a myliba/lib 
.PHONY:clean
clean:
	rm -rf *.o libmylib.a myliba

我们可以写一个这样的Makefile，直接一步make到位，生成一个库文件。