Linux动静态库与动静态链接

在Linux开发中，库是预编译的代码集合，供程序调用；链接则是将库代码与程序代码结合的过程。根据库的存储和链接方式，分为静态库（ .a ）和动态库（ .so ），对应的链接方式为静态链接和动态链接。

一、基本概念

1. 静态库（Static Library）

• 以 .a 为后缀，是目标文件（ .o ）的归档包。
• 静态链接：编译时，链接器会将静态库中被程序调用的代码完整复制到可执行文件中。
• 特点：可执行文件独立运行，不依赖外部库；文件体积大；库更新后，程序需重新编译链接。

2. 动态库（Shared Library）

• 以 .so 为后缀（Shared Object），是可被多个程序共享的代码库。
• 动态链接：编译时，链接器仅记录程序对动态库的引用（如库名、函数地址），不复制库代码；程序运行时，由动态链接器加载动态库到内存并完成链接。
• 特点：可执行文件体积小；多个程序共享同一份动态库，节省内存；库更新后，无需重新编译程序（只要接口兼容）。

二、代码示例（C语言）

准备工作：编写库的源文件

创建两个文件， math.c （库实现）和 math.h （库头文件）：

  
// math.h 头文件
#ifndef MATH_H
#define MATH_H
int add(int a, int b);
int sub(int a, int b);
#endif
 
 
c
  
// math.c 库实现
#include "math.h"
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}
int sub(int a, int b) {
    return a - b;
}
 

1. 制作并使用静态库

步骤1：编译生成目标文件 .o

bash
  
gcc -c math.c -o math.o  # -c 表示只编译不链接，生成目标文件
 

步骤2：打包生成静态库 .a

bash
 
ar rcs libmath.a math.o  # ar是归档工具，rcs：创建、替换、索引

步骤3：编写主程序并静态链接

创建主程序 main.c ：

  
#include <stdio.h>
#include "math.h"
int main() {
    printf("3+2=%d\n", add(3, 2));
    printf("3-2=%d\n", sub(3, 2));
    return 0;
}
 

步骤4：编译主程序并链接静态库

bash
 
gcc main.c -o main_static -L. -lmath  # -L. 指定库路径（当前目录），-lmath 链接libmath.a

步骤5：运行与验证

bash
  
./main_static
 

输出：

plaintext

3+2=5

3-2=1

• 验证静态链接：删除静态库 libmath.a ，程序仍可正常运行（代码已复制到可执行文件中）。

2. 制作并使用动态库

步骤1：编译生成位置无关的目标文件 .o

bash
  
gcc -c -fPIC math.c -o math.o  # -fPIC 生成位置无关代码，用于动态库
 

步骤2：生成动态库 .so

bash
  
gcc -shared -o libmath.so math.o  # -shared 表示生成动态库
 

步骤3：编译主程序并动态链接

bash
 
gcc main.c -o main_dynamic -L. -lmath  # 编译命令与静态链接一致，链接器自动优先找动态库

步骤4：运行与验证

直接运行可能报错（系统找不到动态库），需指定动态库路径：

bash

方式1：临时指定环境变量

export LD_LIBRARY_PATH=./:$LD_LIBRARY_PATH

./main_dynamic

方式2：将动态库复制到系统库路径（如/usr/lib）

cp libmath.so /usr/lib

./main_dynamic

输出与静态链接一致：

plaintext

3+2=5

3-2=1

• 验证动态链接：删除动态库 libmath.so ，程序运行时会报错（依赖外部库）。
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