Linux学习笔记之动静态库

相信点进这篇帖子的你一定在动静态库的学习中遇到了很多问题。笔者由于曾经囫囵吞枣地学习库的相关知识,导致在实际应用中漏洞百出。所以写下这篇帖子,为大家解答一些疑惑,同时也加强自己的学习印象。

一、库的理解

什么是库?我们首先来回答这个问题。通俗来说,库就是现成的,写好的,可以复用的代码。库有两种,动态库与静态库。在linux操作系统中,静态库是以.a为后缀,动态库则是以.so为后缀。所有的库,本质都是.o文件的集合。系统的库文件默认放在/lib这个路径下,而/usr/local/lib则用来存放用户自行安装的库文件,不过在链接时,系统会默认搜索这两个路径。以我的操作系统为例,带大家来看一下存放在这两个路径下的文件:

二、静态库

接下来,我们来介绍一下静态库。.a静态库,a代表archive,即静态库本质是归档文件,不需要使用者解包,gcc或者g++可以直接连接进行使用。那么静态库是如何制作的呢?

静态库可以使用如下命令进行制作:

ar -rc libmyc.a *.o

其中,libmyc.a是我们要生成的静态库。

其实,库的发布需要包含两个部分,一是库方法的实现,即.a文件,另一个则是.h文件,头文件,在头文件里提供库的接口方法,方便使用者调用,而库则是相当于黑箱子,这样能够有效避免抄袭篡改,这也是库建设的初衷。接下来,我们需要将头文件以及静态库打包发布。

在链接阶段,如果要链接静态库,一定加上 -static。

三、动态库

库的制作不必深究,悄咪咪说一句,库制作没什么钱途。由于动态库制作涉及知识比静态库复杂,这里不过多描述。动态库制作无需特殊指令,gcc或者g++即可完成。这里我们先介绍一下gcc/g++的三个链接选项,极为重要:

gcc -o usrcode usrcode.c -L/xxx/xxx/... -lxxx -I/xxx/xxxx

-L选项:指定库文件寻找路径。如果你的库文件不是放在系统默认查找路径之下,你需要通过该选项制定库存找路径。

-l选项:-l后加库名,指定你要链接哪个库。注意这里的库名指的是去掉前缀lib后后缀.a或者.so剩下的那部分。比如说你要链接的库是libc.a,那么这里的库名就是c,当然,c标准库是不用该选项的,因为gcc/g++会默认链接该库,我需我们显式指定。

-I选项:指定头文件寻找路径。系统头文件默认路径是/usr/include,用户自己安装的头文件存放路径是/usr/local/include,链接时,系统会默认从这两个路径下搜寻头文件,如果我你的头文件不是放在这两个路径之下,则需要我们用该选项指定。

在讲接下来内容之前,我们需要明确一下静态链接和动态链接的区别。动态链接和静态链接是程序与库文件结合的两种方式。静态链接在编译时将库文件的代码直接嵌入到可执行文件中,生成的程序独立且体积较大,但运行时无需额外库文件支持。动态链接则在程序运行时加载所需的库文件,可执行文件体积小,但运行时依赖于这些库的存在。动态链接便于库的更新和共享,而静态链接确保程序的独立性和兼容性。

因此静态库执行gcc链接命令之后,所依赖的库方法已嵌入代码之中,而若要链接动态库,用-L玄想指定库文件路径,我们只是让gcc知道了库文件所在位置,因此形成了可执行程序,而在运行该可执行程序时,却出现报错!这是为什么呢,因为,系统不知道你的库文件路径啊!链接了动态库的可执行程序在运行时是需要加载所需的库文件的,系统不知道路径,谈何加载啊!

因此,为了解决该问题,我们提出四种解决方法:

①将头文件和库文件拷贝至系统默认目录。这是最简单粗暴的方法。

②软连接

③修改环境变量 LD-LIBRARY_PATH环境变量是内存级的,

采用这种方法,在系统关闭以后,将恢复到原样,为了永久配置,

建议学习环境变量相关知识。

④更改配置文件 /etc/ld.so.conf.d/

关于这四种方法如果需要详细说明,请在评论区留言。

四、一些细节与补充

结论1:gcc/g++默认使用动态库,如果想要使用静态库,则需要用-static显式指定。

结论2:ldd .exe 使用该指令可以查看可执行程序.exe所链接的库文件有哪些。

结论3:一切第三方库在链接时都需要显示使用-l库名。

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