linux下静态库和动态库的制作

news2024/9/22 21:22:26

一.静态库的制作

linux下库的命名规则:在linux下以libXXX.a为命名,lib(library)前缀是固定的,代表这个是库。接下来介绍静态库的制作流程。

1.1通过gcc编译获得.o文件

一般源程序经过预处理完成头文件和宏的展开,编译生成汇编代码.s文件,再通过汇编生成目标代码.o文件(里面是一些看不懂的机器代码)。完成了上面的三个步骤,就可以获得.o文件。

建立fun1.c文件、fun2.c文件、head.h文件,内容都非常简单。

通过gcc -c fun1.c fun2.c代码可以生成o文件。-c是gcc编译器的编译选项,表示编译、汇编指定的源文件,但是不进行链接。

1.2将.o文件打包,使用ar工具(archive)

ar rcs libxxx.a xxx.o xxx.o

命令行中rcs代表的意义。
r - 将文件插入备存文件(库)中
c - 建立备存文件
s - 索引

可以看出已经生成了libtest.a静态库文件。

1.3静态库的使用

将生成的.o文件和原来的.c文件都删除掉,只剩下库文件和头文件,编写测试程序test.c。一般情况下,使用库文件都需要配套的头文件,方便我们或其他人得知这个库究竟有什么函数可以使用。test文件代码如下所示,就是在使用库文件里面的函数。

使用如下编译指令

gcc test.c -o test -ltest -L./

其中,-l表示在程序编译的时候,指定使用的库,这里的名字是test,不包含前面的lib单词;-L表示指定编译的时候,搜索库的路径,./代表当前目录。

可以看到已经生成了绿色的可执行文件,输入./test执行文件,可以看到正常输出。

二.动态库的制作

2.1动态库的生成过程

这里的fun1.c、fun2.c、head.h和前面是一样的,都是输出一句话。

gcc -c -fpic fun1.c fun2.c

生成不带位置的.o文件。可以看到下面生成fun1.o、fun2.o文件。其中-c表明编译、汇编指定的源文件,但是不进行链接;-fpic表明生成与位置无关的代码;

gcc -shared fun1.o fun2.o -o libtest.so

通过上诉指令将生成的.o文件生成动态库文件。其中-shared表明生成共享目标文件(动态库),-o表明了目标文件的名字和类型。

2.2动态库的使用

对test源文件进行gcc编译

gcc test.c -o test -ltest -L ./

其中,-l表示在程序编译的时候,指定使用的库,这里的名字是test,不包含前面的lib单词;-L表示指定编译的时候,搜索库的路径,./代表当前目录。

可以看到已经生成了绿色的可执行文件,输入./tset执行文件,出现了新的错误,加载共享库时,不能打开这个库。

通过ldd(list dynamic dependencies)命令检查动态库依赖关系,可以看到test源程序依赖4个动态库,其他三个库都有对应的绝对地址,就是第二行我们自己生成的动态库显示not found,这也就对应了前面的错误,它找不到这个动态库的位置。

编译的时候,主程序仅仅只是知道动态库的名字,而不知道动态库具体地址。当程序启动后,使用到动态库中的函数时,动态库就会被动态加载到内存当中去。这就和静态库就有所区分,静态库是链接时代码全都打包到可执行程序中,在编译期就完成了全部工作。在动态库的加载中,需要系统的动态载入器(ld-linux-x86-64.so)去获得其绝对路径,就是上面那个第四行。

它先后搜索文件的DT_RPATH段、环境变量LD_LIBRART_PATH、/etc/ld.so.cache文件列表、/lib/,/usr/lib目录找到库文件后将其载入内存。我们在安装某些软件时,会设置环境变量,实际上就是让软件可以利用系统上的动态库。

一般情况下DT_RPATH段都不可更改,所以都是在环境变量这里设置。

可以使用前面文章介绍的方法进行处理,这里选择一种方法介绍。

通过pwd命令查找该文件夹的绝对路径

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/nero/lib_make

通过上述命令,将自制动态库的绝对路径加入到环境变量中。export 命令用于设置或显示环境变量。在 shell 中执行程序时,shell 会提供一组环境变量。export 可新增,修改或删除环境变量,供后续执行的程序使用。

通过ldd命令观察,可以发现Libtst.so动态库已经不再是not found。

执行一下,可以正常运行。

三.动态库和静态库的优缺点和区别

区别

静态库:GCC进行链接时,会把静态库中的代码打包到可执行程序中,称为静态链接方式;

动态库:GCC进行链接时,动态库的代码不会打包到可执行程序中,只复制一些关键信息,称为动态链接方式。

静态库的优点:

静态库被打包到可执行程序中,加载速度快;

发布程序无需提供静态库,移植方便;

静态库的缺点:

消耗系统资源,浪费内存;

更新、部署、发布麻烦;

动态库的优点:

可以实现进程间资源共享;

更新、部署、发布简单;

可以控制何时加载动态库;

动态库的缺点:

加载速度比静态库慢;

发布程序需要提供依赖的动态库

总结

可以发现优点与缺点是相互对应的,因为静态库是直接打包到程序的,所以加载速度快,但与之同时,有100个程序就有100个静态库代码,带来的缺点就是浪费内存。因为是直接打包的,所以移植非常方便,但也意味着修改库的内容,就得重新编译整个程序。

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