Linux IO编程——静态库、动态库

一、静态库

（一）静态库的介绍

静态库是在程序编译链接阶段 ，其代码会被完整地**"复制"到最终生成的可执行文件** 中，成为可执行文件的一部分，编译完成后，静态库与可执行文件"绑定"，运行时无需额外依赖；

特点：可执行文件独立运行，不依赖外部库文件；静态库会使可执行文件体积较大，但是效率比较高；若静态库更新，需重新编译链接程序；

静态库文件格式：windows平台下为**.lib** ；Linux平台下为**.a**；Mac平台下为.a；

（二）静态库制作及使用

准备源文件：编写实现库功能的源文件(如 .c或 .cpp)；

编译生成目标文件：将源文件编译成目标文件(如 .o或.obj) ；gcc -c 源文件.c -o 目标文件.o

bash 复制代码

gcc -c add.c -o add.o

打包生成静态库：使用归档工具将目标文件打包成静态库 ；ar -cr 静态库.a 目标文件.o

bash 复制代码

ar -cr libmyadd.a add.o

编译主程序并链接静态库，生成可执行文件 ；gcc 目标文件.o -l库名 -L库路径 -o 可执行文件

cpp 复制代码

gcc main.c -lmyadd -L. -o main

说明：如果库名是libmyadd.a，则库名是myadd，编译器会自动拼接lib前缀和.a后缀进行查找库文件。

bash 复制代码

./main

二、动态库

（一）动态库的定义

动态库也称之为共享库，是在程序运行时才被加载到内存 中，可以被多个可执行文件共享使用，为它们提供函数、数据等资源。

特点：可执行文件运行时，需依赖系统中存在的动态库；可执行文件体积小，有效节省磁盘和内存空间；更新灵活 ，只要接口不变，无需重新编译依赖它的可执行文件；

动态库文件格式：windows平台下为.dll；Linux平台下为.so；Mac平台下为.dylib；

（二）动态库的制作

准备源文件：编写实现库功能的源文件(如 .c或 .cpp)；

编译生成与位置无关的目标文件 ：使用编译器编译源文件时，添加相关选项(如GCC的-fPIC选项)生成位置无关代码(PIC)的目标文件；gcc -c -fPIC 源文件.c -o 目标文件.o

bash 复制代码

gcc -c -fPIC sub.c -o sub.o

链接生成动态库 ：使用编译器将目标文件链接为动态库，多个程序可共享同一份动态库文件，节省内存；gcc -shared 目标文件.o -o 动态库.so

cpp 复制代码

gcc -shared sub.o -o libmysub.so

编译时通过 -L指定路径、 -l指定库名 生成可执行文件；gcc 源文件.c -l库名 -L库路径 -o 可执行文件

bash 复制代码

gcc main.c -lmysub -L -o my_sub

运行时需通过 LD_LIBRARY_PATH 环境变量、 /etc/ld.so.conf 配置或系统路径，保证动态库可被加载；

示例1：通过LD_LIBRARY_PATH环境变量运行 ；export LD_LIBRARY_PATH=$PWD (=后面就是库路径，PWD表示当前路径)
bash 复制代码
```
export LD_LIBRARY_PATH=$PWD
```
示例2：通过**/etc/ld.so.conf 配置运行** ；编辑配置文件添加动态库路径：
sudo vim /etc/ld.so.conf (在此文件中添加动态库路径)
bash 复制代码
```
pwd  #查看当前的绝对目录：/home/hqyj/IO/dynamic_library
sudo vim /etc/ld.so.conf  #进入/etc/ld.so.conf，将当前路径加入
```
添加完成之后，执行sudo ldconfig命令更新系统缓存
bash 复制代码
```
sudo ldconfig
```
示例3：通过系统路径运行：优先考虑/usr/local/lib路径，然后进行更新系统缓存系统级库放/usr/lib，用户自定义库放 /usr/local/lib；

bash 复制代码

sudo mv libmysub.so /usr/local/lib
sudo ldconfig  #更新

三、静态库与动态库的区别

（1）链接方式：静态库在编译时链接，动态库在运行时链接；

（2）可执行文件体积：静态库使可执行文件体积大，动态库使可执行文件体积小；

（3）内存占用：多个程序使用同一静态库 时，每个程序都有一份库的副本 ，占用内存多 ；多个程序共享同一动态库 时，内存中只有一份库的副本，节省内存；

（4）更新维护：静态库更新需重新编译链接程序 ；动态库更新只需替换库文件，无需重新编译链接程序；

（5）依赖性：静态库无运行时依赖；动态库有运行时依赖，库缺失程序无法运行；

（6）适用场景：

静态库：适合对程序独立性要求高，库不常更新，且对可执行文件启动速度有要求的场景；
动态库：适合库需要频繁更新 ，多个程序共享库功能，且希望减小可执行文件体积的场景；

四、库制作常见问题及解决方案

（一）静态库链接时提示未定义的引用

可能原因：库文件路径错误、库名拼写错误、库中确实不存在该函数或变量的定义；

解决方法：检查库路径和库名是否正确，确认库中是否实现了所需功能；

（二）动态库运行时提示无法找到库文件

可能原因：库文件路径未加入系统默认搜索路径或者是未通过环境变量指定；

解决方法：将动态库复制到系统默认库路径(如/usr/local/lib)，或设置相应的环境变量(如Linux的LD_LIBRARY_PATH)；

（三）动态库版本冲突

可能原因：程序依赖的动态库版本与系统中安装的版本不一致；

解决方法：安装程序所需版本的动态库，或重新编译程序使其适配系统中的库版本；