Linux静态库和动态库

库从本质上来说是一种可执行代码的二进制格式，可以被载入内存中执行。库分静态库和动态库两种。 

静态库和动态库的区别

1. 静态函数库

    这类库的名字一般是libxxx.a；利用静态函数库编译成的文件比较大，因为整个 函数库的所有数据都会被整合进目标代码中，他的优点就显而易见了，即编译后的执行程序不需要外部的函数库支持，因为所有使用的函数都已经被编译进去了。当然这也会成为他的缺点，因为如果静态函数库改变了，那么你的程序必须重新编译。

2. 动态函数库

    这类库的名字一般是libxxx.so;相对于静态函数库，动态函数库在编译的时候 并没有被编译进目标代码中，你的程序执行到相关函数时才调用该函数库里的相应函数，因此动态函数库所产生的可执行文件比较小。由于函数库没有被整合进你的程序，而是程序运行时动态的申请并调用，所以程序的运行环境中必须提供相应的库。动态函数库的改变并不影响你的程序，所以动态函数库的升级比较方便。 
linux系统有几个重要的目录存放相应的函数库，如/lib /usr/lib。

静态库的使用

静态库的操作工具：gcc和ar 命令。

ar命令举例：

 

格式：ar rcs  libxxx.a xx1.o xx2.o

参数r：在库中插入模块(替换)。当插入的模块名已经在库中存在，则替换同名的模块。如果若干模块中有一个模块在库中不存在，ar显示一个错误消息，并不替换其他同名模块。默认的情况下，新的成员增加在库的结尾处，可以使用其他任选项来改变增加的位置。

参数c：创建一个库。不管库是否存在，都将创建。

参数s：创建目标文件索引，这在创建较大的库时能加快时间。（补充：如果不需要创建索引，可改成大写S参数；如果.a文件缺少索引，可以使用ranlib命令添加） 

格式：ar t libxxx.a

显示库文件中有哪些目标文件，只显示名称。 

格式：ar tv libxxx.a

显示库文件中有哪些目标文件，显示文件名、时间、大小等详细信息

 

编写及使用静态库 

(1)设计库源码 pr1.c 和 pr2.c 

[root@billstone make_lib]# cat pr1.c 

void print1() 

{ 

                printf("This is the first lib src!\n"); 

} 

[root@billstone make_lib]# cat pr2.c 

void print2() 

{ 

                printf("This is the second src lib!\n"); 

} 

       (2)  编译.c 文件 

[bill@billstone make_lib]$ cc -O -c pr1.c pr2.c 

[bill@billstone make_lib]$ ls -l pr*.o 

-rw-rw-r--        1 bill          bill                    804    4 月  15 11:11 pr1.o 

-rw-rw-r--        1 bill          bill                    804    4 月  15 11:11 pr2.o 

(3)  链接静态库 

    为了在编译程序中正确找到库文件,静态库必须按照 lib[name].a 的规则命名,如下例中[name]=pr. 

[bill@billstone make_lib]$ ar -rsv libpr.a pr1.o pr2.o 

a - pr1.o 

a - pr2.o

[bill@billstone make_lib]$ ls -l *.a 

-rw-rw-r--        1 bill          bill                  1822    4 月  15 11:12 libpr.a 

[bill@billstone make_lib]$ ar -t libpr.a 

pr1.o 

pr2.o 

(4)  调用库函数代码 main.c 

[bill@billstone make_lib]$ cat main.c 

int main() 

{ 

                print1(); 

                print2(); 

                return 0; 

} 

(5)  编译链接选项 

    -L 及-l 参数放在后面.其中,-L 加载库文件路径,-l 指明库文件名字. 

[bill@billstone make_lib]$ gcc -o main main.c -L./ -lpr 

[bill@billstone make_lib]$ ls -l main* 

-rwxrwxr-x        1 bill          bill                11805    4 月  15 11:17 main 

-rw-rw-r--        1 bill          bill                      50    4 月  15 11:15 main.c 

(6)执行目标程序 

[bill@billstone make_lib]$ ./main 

This is the first lib src! 

This is the second src lib! 

[bill@billstone make_lib]$ 

动态库的使用

编写动态库 

(1)设计库代码 

[bill@billstone make_lib]$ cat pr1.c 

int p = 2; 

void print(){ 

                printf("This is the first dll src!\n"); 

} 

[bill@billstone make_lib]$   

(2)生成动态库 

[bill@billstone make_lib]$ gcc -O -fpic -shared -o dl.so pr1.c 

  -shared 该选项指定生成动态连接库（让连接器生成T类型的导出符号表，有时候也生成弱连接W类型的导出符号），不用该标志外部程序无法连接。相当于一个可执行文件
-fpic：表示编译为位置独立的代码，不用此选项的话编译后的代码是位置相关的所以动态载入时是通过代码拷贝的方式来满足不同进程的需要，而不能达到真正代码段共享的目的。

[bill@billstone make_lib]$ ls -l *.so 

-rwxrwxr-x        1 bill          bill                  6592    4 月  15 15:19 dl.so 

[bill@billstone make_lib]$ 

动态库的隐式调用 

  在编译调用库函数代码时指明动态库的位置及名字,  看下面实例 

[bill@billstone make_lib]$ cat main.c 

int main() 

{ 

                print(); 

                return 0; 

} 

[bill@billstone make_lib]$ gcc -o tdl main.c -L. -ldl 

[bill@billstone make_lib]$ ./tdl 

This is the first dll src! 

[bill@billstone make_lib]$ 

当动态库的位置活名字发生改变时,  程序将无法正常运行;  而动态库取代静态库的好处之一则是通过更新动态库而随时升级库的内容. 

动态库的显式调用 

  显式调用动态库需要四个函数的支持,  函数 dlopen 打开动态库,  函数 dlsym 获取动态库中对象基址,  函数 dlerror 获取显式动态库操作中的错误信息,  函数 doclose 关闭动态库.

[bill@billstone make_lib]$ cat main.c 

#include <dlfcn.h> 

int main() 

{ 

                void *pHandle; 

                void (*pFunc)();                                                    //  指向函数的指针 

                int *p; 

                pHandle = dlopen("./d1.so", RTLD_NOW);                  //  打开动态库 

                if(!pHandle){ 

                                printf("Can't find d1.so \n"); 

                                exit(1); 

                } 

                pFunc = (void (*)())dlsym(pHandle, "print");                //  获取库函数 print 的地址 

                if(pFunc) 

                                pFunc(); 

                else 

                                printf("Can't find function print\n"); 

                p = (int *)dlsym(pHandle, "p");                                      //  获取库变量 p 的地址 

                if(p) 

                                printf("p = %d\n", *p); 

                else 

                                printf("Can't find int p\n"); 

                dlclose(pHandle);                                                                //  关闭动态库 

                return 0; 

} 

[bill@billstone make_lib]$ gcc -o tds main.c –ld1 –L.

此时还不能立即./tds，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。 这个时候有好几种方法可以让他成功运行： 最直接最简单的方法就是把libstr_out.so拉到/usr/lib或/lib中去。 还有一种方法 export LD_LIBRARY_PATH=$(pwd) 另外还可以在/etc/ld.so.conf文件里加入我们生成的库的目录，然后/sbin/ldconfig。 /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，我们也可以把我们库的目录加入到这个文件中并执行/sbin/ldconfig 。另外还有个文件需要了解/etc/ld.so.cache,里面保存了常用的动态函数库，且会先把他们加载到内存中，因为内存的访问速度远远大于硬盘的访问速度，这样可以提高软件加载动态函数库的速度了。

库依赖的查看

使用ldd命令来查看执行文件依赖于哪些库。

该命令用于判断某个可执行的 binary 档案含有什么动态函式库。
[root@test root]# ldd [-vdr] [filename]
参数说明：
--version　　打印ldd的版本号
-v --verbose　　打印所有信息，例如包括符号的版本信息
-d --data-relocs　　执行符号重部署，并报告缺少的目标对象（只对ELF格式适用）
-r --function-relocs　　对目标对象和函数执行重新部署，并报告缺少的目标对象和函数（只对ELF格式适用）
--help 用法信息。

如果命令行中给定的库名字包含'/'，这个程序的libc5版本将使用它作为库名字；否则它将在标准位置搜索库。运行一个当前目录下的共享库，加前缀"./"。