Linux靜态庫和動态庫

庫從本質上來說是一種可執行代碼的二進制格式，可以被載入記憶體中執行。庫分靜态庫和動态庫兩種。

靜态庫和動态庫的差別

1. 靜态函數庫

   這類庫的名字一般是libxxx.a；利用靜态函數庫編譯成的檔案比較大，因為整個 函數庫的所有資料都會被整合進目标代碼中，他的優點就顯而易見了，即編譯後的執行程式不需要外部的函數庫支援，因為所有使用的函數都已經被編譯進去了。當然這也會成為他的缺點，因為如果靜态函數庫改變了，那麼你的程式必須重新編譯。

2. 動态函數庫

   這類庫的名字一般是libxxx.so;相對于靜态函數庫，動态函數庫在編譯的時候 并沒有被編譯進目标代碼中，你的程式執行到相關函數時才調用該函數庫裡的相應函數，是以動态函數庫所産生的可執行檔案比較小。由于函數庫沒有被整合進你的程式，而是程式運作時動态的申請并調用，是以程式的運作環境中必須提供相應的庫。動态函數庫的改變并不影響你的程式，是以動态函數庫的更新比較友善。

linux系統有幾個重要的目錄存放相應的函數庫，如/lib /usr/lib。

靜态庫的使用

靜态庫的操作工具：gcc和ar 指令。

編寫及使用靜态庫

(1)設計庫源碼 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)  編譯.c 檔案

[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)  連結靜态庫

   為了在編譯程式中正确找到庫檔案,靜态庫必須按照 lib[name].a 的規則命名,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)  調用庫函數代碼 main.c

[bill@billstone make_lib]$ cat main.c

int main()

               print1();

               print2();

               return 0;

(5)  編譯連結選項

   -L 及-l 參數放在後面.其中,-L 加載庫檔案路徑,-l 指明庫檔案名字.

[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)執行目标程式

[bill@billstone make_lib]$ ./main

This is the first lib src!

This is the second src lib!

[bill@billstone make_lib]$

動态庫的使用

編寫動态庫

(1)設計庫代碼

[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)生成動态庫

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

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

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

動态庫的隐式調用

 在編譯調用庫函數代碼時指明動态庫的位置及名字,  看下面執行個體

               print();

[bill@billstone make_lib]$ gcc -o tdl main.c ./dl.so

[bill@billstone make_lib]$ ./tdl

This is the first dll src!

當動态庫的位置活名字發生改變時,  程式将無法正常運作;  而動态庫取代靜态庫的好處之一則是通過更新動态庫而随時更新庫的内容.

動态庫的顯式調用

 顯式調用動态庫需要四個函數的支援,  函數 dlopen 打開動态庫,  函數 dlsym 擷取動态庫中對象基址,  函數 dlerror 擷取顯式動态庫操作中的錯誤資訊,  函數 doclose 關閉動态庫.

#include <dlfcn.h>

               void *pHandle;

               void (*pFunc)();                                                    //  指向函數的指針

               int *p;

               pHandle = dlopen("./d1.so", RTLD_NOW);                  //  打開動态庫

               if(!pHandle){

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

                               exit(1);

               }

               pFunc = (void (*)())dlsym(pHandle, "print");                //  擷取庫函數 print 的位址

               if(pFunc)

                               pFunc();

               else

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

               p = (int *)dlsym(pHandle, "p");                                      //  擷取庫變量 p 的位址

               if(p)

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

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

               dlclose(pHandle);                                                                //  關閉動态庫

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

此時還不能立即./tds，因為在動态函數庫使用時，會查找/usr/lib、/lib目錄下的動态函數庫，而此時我們生成的庫不在裡邊。 這個時候有好幾種方法可以讓他成功運作： 最直接最簡單的方法就是把libstr_out.so拉到/usr/lib或/lib中去。 還有一種方法 export LD_LIBRARY_PATH=$(pwd) 另外還可以在/etc/ld.so.conf檔案裡加入我們生成的庫的目錄，然後/sbin/ldconfig。 /etc/ld.so.conf是非常重要的一個目錄，裡面存放的是連結器和加載器搜尋共享庫時要檢查的目錄，預設是從/usr/lib /lib中讀取的，是以想要順利運作，我們也可以把我們庫的目錄加入到這個檔案中并執行/sbin/ldconfig 。另外還有個檔案需要了解/etc/ld.so.cache,裡面儲存了常用的動态函數庫，且會先把他們加載到記憶體中，因為記憶體的通路速度遠遠大于硬碟的通路速度，這樣可以提高軟體加載動态函數庫的速度了。

庫依賴的檢視

使用ldd指令來檢視執行檔案依賴于哪些庫。

該指令用于判斷某個可執行的 binary 檔案含有什麼動态函式庫。

[root@test root]# ldd [-vdr] [filename]

參數說明：

--version　　列印ldd的版本号

-v --verbose　　列印所有資訊，例如包括符号的版本資訊

-d --data-relocs　　執行符号重部署，并報告缺少的目标對象（隻對ELF格式适用）

-r --function-relocs　　對目标對象和函數執行重新部署，并報告缺少的目标對象和函數（隻對ELF格式适用）

--help 用法資訊。

如果指令行中給定的庫名字包含'/'，這個程式的libc5版本将使用它作為庫名字；否則它将在标準位置搜尋庫。運作一個目前目錄下的共享庫，加字首"./"。