首先 我们要明白什么是库?
库（Library）是一组预编译的代码，提供特定的功能，可以被多个程序共享调用，避免重复编写代码。在链接步骤中，链接器将从库文件取得所需的代码，复制到生成的可执行文件中
Linux 中常见的库文件有两种，一种.a为后缀，为静态库，另一种以.so为后缀，为动态库。
静态库 ：在程序编译时，将库的代码"拷贝"到最终的可执行文件中；
动态库（共享库）：在程序运行时，动态载入库的代码，多个程序可以共享同一份库文件。
静态库
静态库通常以.a为后缀（在Linux下），是多个目标文件（.o）组成的归档文件（Archive），里面存储着一组目标文件。
特点
- 在链接（Linking）的时候被合并到可执行文件中
- 可执行文件较大，因为库的代码已经复制到程序中
- 加载快，无需在运行时再载入库文件
- 无需在运行环境中存在库文件，便于部署
作用
- 方便将多个目标文件打包成一个完整的可执行程序
- 使用简单，不依赖外部共享库
创建静态库
bash
# 先编译源文件生成目标文件
gcc -c file1.c -o file1.o
gcc -c file2.c -o file2.o
# 将目标文件打包为静态库
ar rcs libmylib.a file1.o file2.o
# 编译时链接静态库
gcc main.o -L. -lmylib -o myprogram使用静态库
- 在编译时指定库路径和库名（-L和-l参数）
- l：指定库名（库的文件名为 libxxx.a，库名为 xxx）
- L：指定库路径
- static：使用静态链接
bash
gcc -static main.c -o main -l math -L ./
// 错误：gcc -l math -static main.c -o main -L ./特别注意，必须把 -l math 放在后面。放在最后时它是这样的一个解析过程：
- 链接器从左往右扫描可重定位目标文件和静态库
- 扫描 main.c 时，发现两个未解析的符号 add 和 sub，记住这两个未解析的符号
- 扫描 libmath.a，找到了前面未解析的符号，因此提取相关代码
- 最终没有任何未解析的符号，编译链接完成
那如果将 -l math 放在前面，又是怎样的情况呢？ - 链接器从左往右扫描可重定位目标文件和静态库
- 扫描 libmath.a，由于前面没有任何未解析的符号，因此不会提取任何代码
- 扫描 main.c，发现未解析的符号 add 和 sub
- 扫描结束，还有两个未解析的符号，因此编译链接报错
如果把-l math放在前面，编译结果如下：
我们看看最终生成的文件大小：
生成可执行文件大小为892k
由于最终生成的可执行文件中已经包含了add和sub相关的二进制代码，因此这个可执行文件在一个没有libmath.a的Linux系统中也能正常运行。
动态库
动态库和静态库类似，但是它并不在链接时将需要的二进制代码都"拷贝"到可执行文件中，而是仅仅"拷贝"一些重定位和符号表信息，这些信息可以在程序运行时完成真正的链接过程。Linux 中这类库的名字一般是 libxxx.so。(shared object)
符号表
- 符号表记录了函数和变量的名字、地址等信息，是连接器、加载器用来解决引用关系的重要数据结构。
- 在动态库中，符号表包括：
- 导出符号：库中提供给外部调用的函数和变量
- 需要被其他程序或库引用的符号
重定位信息
- 重定位是指在程序或库加载到内存后，动态调整代码中的地址引用，使得符号指向正确的内存地址。
- 重定位信息记录了哪些位置需要修正（如函数调用、全局变量访问位置）
- 在静态链接中，重定位在链接阶段完成；在动态链接中，加载时由系统完成。
定义：
- 动态库也称"共享库"，以.so（Shared Object）为后缀
- 在程序运行时动态载入，多个程序可以共享同一份库文件
特点
- 在程序加载时才载入库（动态链接）
- 可减小可执行文件大小，因为库在运行时加载
- 便于维护和升级，只需替换库文件，无需重新编译所有程序
- 运行时依赖，程序必须找到对应的.so文件
作用
- 方便库的共享和维护
- 可以实现插件式开发或模块化设计
创建动态库
bash
# 编译生成共享库
gcc -fPIC -c file1.c -o file1.o
gcc -fPIC -c file2.c -o file2.o
gcc -shared -o libmylib.so file1.o file2.o
# 编译程序链接动态库
gcc main.o -L. -lmylib -o myprogram注意：
- -fPIC：生成位置无关代码（Position Independent Code）
- -shared：生成共享库
使用动态库
| 步骤 | 命令示例 | 说明 |
|---|---|---|
| 1. 创建共享库 | gcc -fPIC -c mylib.c -o mylib.o gcc -shared -o libmylib.so mylib.o |
生成.so文件 |
| 2. 编译调用程序 | gcc main.c -L. -lmylib |
连接到共享库 |
| 3. 设置环境变量或放库到系统路径 | export LD_LIBRARY_PATH=.:$LD_LIBRARY_PATH sudo cp libmylib.so /usr/lib/ |
让运行时找到共享库 |
| 4. 运行程序 | ./myprogram |
运行程序，调用共享库中的函数 |
找不到的原因
| 原因类别 | 描述 | 解决措施 |
|---|---|---|
| 库路径未在标准路径或未指定 | 库文件所在路径未加入系统路径或未在运行时指定 | 设置LD_LIBRARY_PATH或rpath |
缺少ldconfig刷新缓存 |
添加新库后未刷新系统缓存 | 运行ldconfig |
| 编译参数不正确 | 编译时未设置-rpath或路径错误 |
使用-Wl,-rpath指定路径 |
| 依赖缺失 | 库依赖的其他库不存在或路径错误 | 用ldd检测，安装缺失的库 |
| 权限不足 | 库文件权限限制 | 修改文件权限 |
主要原因是系统在运行时无法定位到库文件的存放路径，可能因为库路径没有配置正确、库文件放错位置、未刷新缓存或依赖缺失等。
当在运行程序时，动态库（.so文件）找不到，系统会报错，导致程序无法正常启动。这种情况常见的错误信息有：
bash
error while loading shared libraries: libmylib.so: cannot open shared object file: No such file or directory动态库找不到时的解决办法
1.临时设置环境变量LD_LIBRARY_PATH
这是一种快速方便的方式，临时告诉系统去哪里找共享库。
bash
export LD_LIBRARY_PATH=.:/path/to/lib:$LD_LIBRARY_PATH
./your_program示例：假设libmylib.so在当前目录：
bash
export LD_LIBRARY_PATH=.:$LD_LIBRARY_PATH
./your_program缺点：此设置只在当前终端有效，关闭终端后失效。
2.将共享库拷贝到系统标准目录
将你的共享库复制到系统的库目录（如/usr/lib或/usr/local/lib），然后刷新缓存。
bash
sudo cp libmylib.so /usr/lib/
sudo ldconfig说明：
ldconfig命令会刷新系统的库缓存，让系统知道新加入的库。
注意：需要管理员权限。
3.修改程序的RPATH或RUNPATH（在编译时指定）
在编译时，将库的路径提前嵌入到可执行文件中，使其在运行时自动查找。
例：
bash
gcc main.c -L/path/to/lib -Wl,-rpath=/path/to/lib -lmylib -o myprogram- -Wl,-rpath=路径：在可执行文件中指定库搜索路径
执行后，无需设置LD_LIBRARY_PATH，系统会自动在指定路径查找库。
4.使用LD_LIBRARY_PATH环境变量文件（配置全局）
编辑/etc/ld.so.conf或在/etc/ld.so.conf.d/目录中添加自定义路径，然后运行
bash
sudo ldconfig这样，系统会在指定路径中查找库。
5. 动态调试：使用ldd命令检测缺失的依赖库
运行:
bash
ldd ./your_program可以显示程序依赖的所有共享库，查看是否有"not found"的库。
如果发现缺失的库，可以用上面的方法解决。
小结
| 方法 | 作用 | 适用场景 |
|---|---|---|
LD_LIBRARY_PATH |
临时指定库路径 | 调试或快速测试 |
| 拷贝到系统目录 | 将库放到标准路径，系统自动加载 | 部署时，保证程序可以找到库 |
| RPATH/RUNPATH | 在编译时嵌入路径 | 内部控制，避免环境变量设置 |
ldconfig配置 |
全系统范围配置库搜索路径 | 长期维护或系统级别的配置 |
ldd命令检测依赖 |
查看依赖关系，找出缺失的库 | 调试、排错 |
静态库与动态库的区别
| 特性 | 静态库（.a） |
动态库（.so） |
|---|---|---|
| 链接时间 | 编译时（静态链接） | 运行时（动态链接） |
| 生成文件大小 | 较大（所用到代码要从二进制文件中拷贝一份，复制到可执行文件中） | 较小（库文件单独存在，仅仅复制了一些重定位和符号表信息） |
| 占用空间 | 运行时每个程序都持有一份库的副本 | 多个程序共享同一份库（内存节省） |
| 升级维护 | 需要重新编译程序 | 只需替换库文件，无需重新编译 |
| 依赖关系 | 不需要库文件存在于运行环境中 | 需要库文件存在于运行环境中 |
| 运行速度 | 略快（没有动态加载耗时） | 因为需要动态加载，可能略慢 |