Linux 静态库与动态库的制作与使用

🕗 发布于 2024-09-23 04:17 linux

在Linux中，库library是一组函数和资源的集合，他们可以被不同的程序共享和使用，库的主要目的是代码重用，减少内存占用，并简化程序的维护。

Linux操作系统支持的函数库分为：静态库和动态库。

静态库（Static Library）

libxxx.a，通常以.a为文件后缀，
在编译时就将库编译进可执行程序中，每个使用该库的程序都会有一份库代码的副本。
优点：程序的运行环境中不需要外部的函数库。
缺点：可执行程序大，内存使用效率低，库更新需重新编译。

动态库（Dynamic Library）

又称共享库，通常以.so（shared object）为文件后缀。
在编译时，程序只记录了动态库的位置和所需的函数接口，而不是将库代码直接复制到可执行文件中。运行时，操作系统负责加载所需的库。
优点：可执行程序小，因为库代码不是直接包含在程序中。库更新不需要重新编译，多个程序可以共享一份库代码，节省内存。
缺点：程序的运行环境中必须提供相应的库。增加程序的依赖性，动态链接可能会影响程序的启动速度（因为在运行时需要解析库）。还需要保证库的版本与程序兼容，否则会出错。

函数库目录：/lib /usr/lib

静态库与动态库的选择：

选择使用静态库还是动态库通常取决于具体的需求：

如果程序需要在没有网络连接的环境中运行，或者需要最小化可执行文件的大小，可能会选择静态库。
如果希望减少内存占用，或者需要频繁更新库而不重新编译程序，动态库可能是更好的选择。

静态库的制作与使用：

编写简单函数：

编写链接的源代码：

1.编写源代码为静态库：

通过命令 gcc sub.c -c -o sub.o

将源代码编译成目标文件（.o 文件），然后使用 ar 工具将这些目标文件打包成静态库。

ls - l 查看 sub.c 为源文件，sub.o为目标文件。

ar -cr -o libsub.a sub.o （静态函数库创建命令）

ar ‐cr libfile.a file.o

‐c: create的意思

‐r: replace的意思，表示当插入的模块file.o已经存在libfile.a中，则覆盖。反之ar显示一个错误消息。

libsub.a 创建成功：

2.编译程序时链接静态库：

gcc -o myprogram myprogram.c -L/path/to/library -lmylib

-L/path/to/library 指定静态库的搜索路径。
-lmylib 指定要链接的库（编译器会自动寻找 libmylib.a 文件）。

shell命令:

gcc main.c -L. -lsub

编译链接我们刚才写的代码文件。

执行中间文件：

./a.out

输出结果，证明我们链接成功。

3 确保头文件可访问：

如果静态库中的函数需要包含头文件，确保在编译程序时指定头文件的路径。

gcc -o myprogram myprogram.c -L/path/to/library -lmylib -I/path/to/header

-I/path/to/header 指定头文件的搜索路径。

操作静态库的几个实例：

情况1：如果从别处得到一个静态库libunknown.a，想知道其中包含哪些模块。

命令：ar -t libunknown.a

静态库的编译：gcc -o main main.c -L. -lfile

编译main.c就会把静态函数库整合进main。
其中: -L指定静态函数库的位置供查找，注意L后面还有'.'，表示静态函数库在本目录下查找。
-l则指定了静态函数库名，由于静态函数库的命名方式是lib***.a，其中的lib和.a忽略。

删除libaddsub.a后main依然可以运行，因为静态库的内容已经整合进去了。

动态库的制作与使用：

1.编写源代码：

首先编写你的库函数的源代码。这里使用刚才静态库的代码。

命令：gcc sub.c -c -o sub.o 将源代码编译为目标文件,o。

2.编译源代码为位置无关代码，生成动态库：

gcc -fpic -shared -o libsub.so sub.o

‐fpic：产生位置无关代码。

‐shared：生成共享库。

-o output 缩写，输出为：

linsub.so的动态库。

sub.o：这是要被链接成动态库的目标对象文件。

用上述命令生成libaddsub.so 动态函数库。

生成libsub.so 动态库的可执行文件。

3.编译时链接动态库

方法一：

gcc main.c -o main  -L.  -lsub

此时还不能立即./out，因为在动态函数库使用时，会查找/usr/lib /lib目录下的动态函数库，而此时我们生成的库不在里边。

第一种方法： libaddsub.so放到/usr/lib 或/lib中去。

sudo mv libsub.so /usr/lib

此时通过这条命令，我们已经将libsub.so 这个动态库文件移到/usr/lib里面去。

然后回到用户目录执行main，可以得知动态库链接成功。

记得将目录移回来：

方法二：

第二种方法,假设libfile.so在/home/linux/file 环境变量方法

export LD_LIBRARY_PATH=/home/linux/addsub：$LD_LIBRARY_PATH

终端关闭环境变量将会重置。

export 命令用于设置或导出环境变量，使得这些变量在当前 shell 会话中可用，并且可以在子进程中继承。

echo 命令在 Linux 和其他类 Unix 系统中用于在终端打印文本或变量的值。它常用于脚本中以输出信息或用于命令行中以显示数据。

执行main。链接成功。

方法三：

第三种方法：在/etc/ld.so.conf文件里加入我们生成的库的目录，然后/sbin/ldconfig。

sudo vi /etc/ld.so.conf

/etc/ld.so.conf是非常重要的一个目录，里面存放的是链接器和加载器搜索共享库时要检查的目录，默认是从/usr/lib /lib中读取的，所以想要顺利运行，可以把我们库的目录加入到这个文件中并执行/sbin/ldconfig。

/sbin/ldconfig 是 Linux 系统中用于配置动态链接器运行时绑定的命令。它主要负责创建、更新和删除动态链接库的缓存文件，以及检查动态链接库的版本信息和依赖关系。这个命令对于管理系统中的共享库非常重要，因为它确保了在运行时能够找到正确的动态链接库。

在此目录下，添加动态库目录的路径。

sudo ldconfig /etc/ld.so.conf

ldconfig 命令是 Linux 系统中用于配置动态链接器的命令。它主要用来创建和更新动态链接库的缓存，以便在程序运行时能够快速找到所需的库文件

ldconfig 命令会根据 /etc/ld.so.conf 文件以及 /etc/ld.so.conf.d/ 目录下的所有 .conf 文件中指定的路径来查找动态链接库，并更新缓存。