动态库和静态库

动态链接和静态链接

c/c++源文件要经过预处理、编译、汇编、链接才能形成可执行程序.

在c/c++中，以c语言标准库为例：.h头文件一般存放方法的声明，而方法的实现会放在库中.

其中链接分为两种：

静态链接：将库中方法的具体实现，拷贝到我们的可执行程序中，此时程序的运行不需要依赖库，但是体积会变大.

动态链接：将库的地址，拷贝到我们的可执行程序中，程序运行要依赖动态库，程序运行时，需要到动态库里去找函数的实现.

gcc/g++默认是动态链接，如果要静态链接，加上选项-static

静态链接的文件大小远远大于动态链接的文件

ldd可以查看可执行程序链接的动态库

linux: .so(动态库) .a(静态库)

windows: .dll(动态库) .lib(静态库)

制作静态库

静态库的本质：把所有.o文件打包，就是形成静态库

test1.h

test1.c

test2.h

test2.c

ar -rc lib库名.a 要打包的全部.o文件

ar ------ 归档全称archive

r ------ 替换

c ------ 创建

lib自定义库名.a ------ 前缀lib固定，.a是静态库的后缀

例如：makefile自动化构建静态库，libstatic.a就是生成的静态库，打包了test1.o和test2.o的代码

makefile 复制代码

libstatic.a:test1.o test2.o    
    ar -rc libstatic.a test1.o test2.o    
test1.o:test1.c    
    gcc -c test1.c -o test1.o   
test2.o:test2.c    
    gcc -c test2.c -o test2.o    
.PHONY:clean    
clean:    
    rm -f libstatic.a test1.o test2.o

一般而言，发布一个写好的库，需要包含头文件(方法列表)和库文件(方法实现)，目录结构如下:

优化后的makefile如下：

makefile 复制代码

libstatic.a:test1.o test2.o    
    ar -rc libstatic.a test1.o test2.o    
test1.o:test1.c    
    gcc -c test1.c -o test1.o    
test2.o:test2.c    
    gcc -c test2.c -o test2.o    
    
.PHONY:static    
static:    
    mkdir -p static/include    
    mkdir -p static/lib    
    cp test1.h test2.h static/include     
    cp libstatic.a static/lib    #生成库的目录结构                                                                                                                                                                
.PHONY:clean    
clean:    
    rm -rf static libstatic.a test1.o test2.o

如何使用静态库

一、将库的头文件和库文件拷贝到系统路径下

将库的头文件和库文件，拷贝到系统路径下，就是库的安装

对于gcc/g++，头文件的默认搜索路径是：/usr/include

库文件的默认搜索路径是：/lib64 或/usr/lib64

拷贝完成效果

main.c要使用static库的方法

arduino 复制代码

//main.c
#include <test1.h>    
#include <test2.h>    
int main()    
{
    //都是static库的方法
    test1();
    test2();                   
    return 0;    
}

static是第三方库，尽管已经被拷贝进系统路径，也必须手动让gcc/g++链接

gcc main.c -o main -lstatic

二、直接链接第三方库，不拷贝到系统路径下

gcc main.c -I ./static/include -L ./static/lib -lstatic

-I：头文件搜索路径

-L：库文件搜索路径

-l:在指定路径下，指定使用库名

制作动态库

gcc -fPIC -c test1.c -o test1.o # 形成与位置无关的目标二进制文件

gcc -shared .o文件列表 -o lib动态库名.so

1 理解：与位置有关

静态库形成后，静态库的代码最后是要放进可执行程序内部

可执行程序有自己的地址空间，静态库要链接进来，

静态库的代码和数据的地址，必须在地址空间的特定位置，已经固定.

代码和常量在代码区、局部变量在栈区等

例如：main是静态链接static后形成的可执行程序，

objdump -t main 可以查看程序的符号表.

objdump -t main | grep 'test'

2 理解：与位置无关

动态库将来采用相对地址的方案

链接动态库后，生成可执行程序

只有当进程执行，要访问动态库的方法时，此时才将动态库的代码加载进内存，和当前进程的地址空间通过页表建立映射关系，将动态库的代码映射到共享区，此时才会确定方法的地址.

如果有很多个进程，动态库只要加载一次，就能被多个进程共同使用，同一份动态库代码，通过页表可以被映射到多个进程地址空间的共享区.

例如：下面的main和上面的不一样，是动态链接生成的可执行程序

3 优化makefile,同时生成动静态库

makefile 复制代码

.PHONY:all    
all:libstatic.a libdynamic.so    
    
libdynamic.so:test1dynamic.o test2dynamic.o    
    gcc -shared test1dynamic.o test2dynamic.o -o libdynamic.so    
test1dynamic.o:test1.c    
    gcc -fPIC -c test1.c -o test1dynamic.o    
test2dynamic.o:test2.c    
    gcc -fPIC -c test2.c -o test2dynamic.o    
libstatic.a:test1.o test2.o    
    ar -rc libstatic.a test1.o test2.o    
test1.o:test1.c    
    gcc -c test1.c -o test1.o    
test2.o:test2.c    
    gcc -c test2.c -o test2.o    
    
.PHONY:Lib    
Lib:    
    mkdir -p Lib/include    
    mkdir -p Lib/lib    
    cp test1.h test2.h Lib/include     
    cp libstatic.a libdynamic.so Lib/lib    
.PHONY:clean    
clean:    
    rm -rf Lib libstatic.a test1.o test2.o libdynamic.so test1dynamic.o test2dynamic.o