【Linux】动静态库的制作和使用_linux静态库的生成与使用

gcc的静态链接编译和动态链接编译

首先我们得知道：
gcc 默认编译是动态链接；
gcc使用静态链接编译需要加参数static;

---

准备源文件：mytest.c

---

使用gcc 默认编译后，得到 mytest 可执行文件：
使用 file 命令查看可执行程序mytest:发现使用的是动态链接：

---

使用 ldd 命令可以查看可执行程序 ，mytest的动态链接库：

---

假如gcc -static 静态编译 源文件：mytest.c:那么就是静态编译：

gcc mytest.c -o mytest_static -static # 静态编译 mytest.c为mytest_static

1
2

使用 file 命令查看可执行程序mytest_static:发现使用的是静态链接：

---

使用 ldd 命令可以查看可执行程序 ，mytest_static的动态链接库：发现没有使用动态链接库:

---

对比：动态链接编译和静态链接编译的可执行程序大小：发现静态链接的比动态链接的大：

原因：静态链接时把库文件加载到和源文件一起编译形成呢可执行文件；所以很大；
而动态链接时，编译源文件为可执行程序，需要用到动态库的哪个函数，就会跳转到该动态库的那个函数去执行，并不会把动态库所有文件和源文件一起编译；

---

我们的云服务器的静态库和动态库的位置在：

---

注意默认情况：云服务器没有静态库，只有动态库；没有静态库，也就是无法使用 gcc -static的选项；
所以我们假如没有静态库：那么安装：sudo yum -install -y glibc-static;

---

静态库的制作

不管时静态库还是动态库，本质都是二进制文件，该库就无法查看里面有什么函数功能方法的实现；

那么我们如何查看该库有什么函数呢？

那就是通过提供该库的头文件，头文件就是为了暴露该库的接口的，由于头文件时二进制文件，所以我们可以查看到该库有什么函数接口；

---

对于一个完整的库来说：包括三个文件

1. 库文件
2. 头文件
3. 库使用说明文档

---

为什么C/C++要把声明放在.h中，实现放在.c 或者.cpp 或者.cc中呢？
原因1：方便维护；
原因2：就是为了制作库！制作库是想把库给别人用，但是不想给源代码别人用，所以用.h来暴露接口；

---

静态库的制作：
准备文件：

1. add.h sub.h add.c sub.c 将add.c和 sub.c制作成静态库;

/add.h/
#ifndef __ADD_H__
#define __ADD_H__
int add(int a, int b);
#endif // __ADD_H__
/add.c/
#include "add.h"
int add(int a, int b)
{
return a + b;
}
/sub.h/
#ifndef __SUB_H__
#define __SUB_H__
int sub(int a, int b);
#endif // __SUB_H__
/add.c/
#include "sub.h"
int sub(int a, int b)
{
return a - b;
}

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23

---

制作静态库：

生成静态库，需要先对源文件进行汇编操作 (使用参数 -c) 得到二进制格式的目标文件 (.o 格式),
然后在通过 ar 工具将目标文件打包就可以得到静态库文件了 (libxxx.a)。
使用 ar 工具创建静态库的时候需要三个参数:
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。
参数r：在库中插入模块 (替换)。默认新的成员添加在库的结尾处，如果模块名已经在库中存在，则替换同名的模块。

---

制作做静态库的步骤：

1. 将源文件生成.o文件
2. 用ar命令打包.o文件为静态库；
3. 将静态库和头文件还有文档说明发布出去（就是放在一个目录下就行）；

---

---

制作静态库的makefile文件：

---

查看以下当前的目录文件：

---

当我们make后：就会多出 .o文件和 静态库：ibmath.a,这个就是静态库；

---

然后我们在 make output就可以发布了静态库：

---

查看output的内容：就是我们的头文件和静态库；

---

制作成功，我们就可以make clean 情况不必要的资源了：
然后你的把output打包就可以直接给别人使用了你的静态库了；

---

静态库的使用

在搞一个源文件出来mypro.c它要使用静态库：

---

首先把output文件改名为lib，因为这样更加明确名字：
查看目录结构：

---

我们开始编译：

gcc mypro.c -o mypro  -L./lib -lmath

1
2

解释参数：gcc

---

编译成功：执行结果为：

---

---

制作动态库

生成动态链接库是直接使用 gcc 命令并且需要添加 -fPIC（-fpic） 以及 -shared 参数。

-fPIC 或 -fpic 参数的作用是使得 gcc 生成的代码是与位置无关的，也就是使用相对位置。
-shared参数的作用是告诉编译器生成一个动态链接库。
1
2
3
4

---

生成动态链接库的具体步骤如下:

1. 将源文件进行汇编操作，需要使用参数 -c, 还需要添加额外参数-fPIC,
2. 将得到的.o 文件打包成动态库，还是使用 gcc, 使用参数 -shared 指定生成动态库 (位置没有要求);
3. 发布动态库和头文件;

---

制作动态库的makefile文件：

---

只要我们make,就可以得到动态库：libmath.so;
再 make output ，就可以得到动态库和头文件的打包文件output；
make clean 清理资源；
再把得到的 output给别人就可以使用了l

---

动态库的使用

当我们试着像使用静态库那样使用动态库：发现编译没错，执行时候没有链接动态库；

---

原因是：当你编译源文件时候，只是告诉了编译器，库文件和头文件所在的路径而已；
当你执行了可执行程序，这个可执行程序就和加载器有关了，和编译器无关了；

---

库的工作原理

静态库如何被加载

在程序编译的最后一个阶段也就是链接阶段，提供的静态库会被打包到可执行程序中。当可执行程序被执行，静态库中的代码也会一并被加载到内存中，因此不会出现静态库找不到无法被加载的问题。

动态库如何被加载

在程序编译的最后一个阶段也就是链接阶段：

在 gcc 命令中虽然指定了库路径 (使用参数 -L ), 但是这个路径并没有记录到可执行程序中，只是检查了这个路径下的库文件是否存在。
同样对应的动态库文件也没有被打包到可执行程序中，只是在可执行程序中记录了库的名字。
可执行程序被执行起来之后:
程序执行的时候会先检测需要的动态库是否可以被加载，加载不到就会提示上边的错误信息；
当动态库中的函数在程序中被调用了,这个时候动态库才加载到内存，如果不被调用就不加载；
动态库的检测和内存加载操作都是由动态连接器来完成的；

---

动态链接器是一个独立于应用程序的进程，属于操作系统，当用户的程序需要加载动态库的时候动态连接器就开始工作了，很显然动态连接器根本就不知道用户通过 gcc 编译程序的时候通过参数 -L 指定的路径；

---

所以当我们使用动态库时候，需要告知加载器，去哪找到我们的动态库：
在系统中有一个环境变量:LIB_LIBRARY_PATH,只要我们给该变量赋值：动态库所在的路径即可；

export LD_LIBRARY_PATH=动态库所在的路径
1

---

这样就行了；但是每次重新启动一个新的终端，就会失效；这种方式

---

另一种：永久生效方式：添加配置文件

cd /etc/ld.so.conf.d/
touch myfile.conf #创建一个自己的.conf文件
vim myfile.conf #打开后复制动态链接库的路径进去，wq保存退出即可
ldconfig #更新链接库
1
2
3
4

上面操作没有权限就用sudo执行

---

假如要删除该文件直接

rm myfile.conf# 删除动态链接库的文件
ldconfig #更新
1
2

上面操作没有权限就用sudo执行