c++动态链接库

1. 生成动态链接库

首先实现一个动态链接库的代码

// example.cpp
#include <iostream>
void sayHello() {
    std::cout << "Hello from shared library!" << std::endl;
}

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

// example.h
#pragma once
void sayHello()
int add(int a, int b)

使用 g++ 编译器将源代码编译为动态链接库：

g++ -fPIC -shared -o libexample.so example.cpp

• -fPIC 表示生成位置无关代码（Position-Independent Code），这是创建共享库所必需的。

• -shared 指示编译器生成一个共享库。

• -o libexample.so 指定输出文件的名称。

2. 使用动态链接库

要使用这个动态链接库，需要确保在运行程序时能够找到这个库。创建一个使用这个库的程序 main.cpp：

// main.cpp
#include "example.h"
 
int main() {
    sayHello();
    return 0;
}

编译这个程序，并链接到你的动态链接库：

g++ -o main main.cpp -L. -lexample -I.

• -L. 告诉编译器在当前目录下查找库。
• -lexample 告诉编译器链接名为 libexample.so 的库（注意前面的 lib 前缀和 .so 后缀）。
• -I. 告诉编译器在当前目录下查找头文件

3. 动态链接库查找路径

3.1 默认路径

GCC默认会在/lib、/usr/lib等目录中搜索动态库。例如我们常用的#include <iostream>只引用过头文件，从来没见过cpp文件。这是因为iostream就是系统给我提供的动态库文件，so的地址就存储在默认的lib下

3.2 编译时路径

编译时-L选项并不影响环境变量 LD_LIBRARY_PATH，只是指定了程序编译连接时库的路径，并不影响程序执行时库的路径。当程序运行时，系统还是会到默认路径下查找该程序所需要的库，如果找不到，会出现类似 cannot open shared object file 的错误。

gcc -o my_program my_program.o -L/path/to/library -llibrary_name

​​编译阶段的库查找​​顺序

链接器（如 ld）在编译时按以下优先级搜索动态库：

• 显式路径
  • -L 指定的路径（最高优先级）。
  • -rpath-link 指定的间接依赖库路径。
• 环境变量
  • LIBRARY_PATH 定义的路径（优先于系统默认路径）。仅在编译阶段生效，用于补充 -L 未覆盖的路径
• 系统内置路径
  • 链接器预定义的 SEARCH_DIR（如 /usr/lib、/lib）。
  • 默认系统路径（如 /usr/local/lib）

3.3 运行时路径rpath

编译时通过 -rpath 指定运行时动态库搜索路径（RPATH），核心作用是​​将动态库的路径硬编码到可执行文件或动态库中​​，从而在程序运行时直接按此路径加载依赖库，无需依赖环境变量或系统默认路径。优先级高于 LD_LIBRARY_PATH 和系统默认路径

gcc -o my_program my_program.o -L/path/to/library -llibrary_name -Wl,-rpath,/path/to/library

可以通过readelf -d my_program | grep RUNPATH来查看二进制的rpath路径

3.4 运行时路径LD_LIBRARY_PATH

LD_LIBRARY_PATH 是 ​​运行时​​ 环境变量，用于指定程序加载时动态链接库的搜索路径。它影响的是程序启动后操作系统加载动态库的行为，与编译阶段无关

当前开发中并没有使用rpath，依然使用LD_LIBRARY_PATH

3.5 示例

​​编译时依赖

编译时指定库路径（-L）和链接库名（-l）

gcc main.c -L/path/to/libs -lfoo -Wl,-rpath=/path/to/libs

• -L 确保链接时找到 libfoo.so；
• -rpath 确保运行时自动加载该库，无需依赖 LD_LIBRARY_PATH。

​​运行时依赖​​

若未使用 -rpath，需在运行前设置：

export LD_LIBRARY_PATH=/path/to/libs:$LD_LIBRARY_PATH
./a.out

ldd命令

通过ldd可以查看二进制依赖的动态链接库已经执行时查询的地址。有时候会发现有些动态库为not found，是因为执行时在LD_LIBRARY_PATH和默认路径下没有找到动态库，我们可以把依赖的动态库地址添加到LD_LIBRARY_PATH中

ldd其实就是模拟二进制运行时的链接过程。