C++靜態庫和動態庫

• 2020 年 4 月 15 日
• 筆記
• C/C++, linux

靜態庫與動態庫

首先簡單介紹一下gcc 指令

ubuntu 下安裝gcc g++ 方法

sudo apt install gcc g++

gcc 的簡單使用

建立hello.c 源文件
gcc hello.c => 生成a.out
gcc hello.c -o hello => 生成hello
./a.out | ./hello 運行

編譯步驟

1. 預處理 生成.i 文件
2. 編譯 生成.s 文件
3. 生成目標文件 .o
4. 鏈接各個.o 文件生成可執行文件

gcc常用參數選項

靜態庫

• Linux 靜態庫
  • libxxx.a
    • lib 前綴
    • xxx 庫的名字
    • .a 後綴
• Windows 靜態庫
  • libxxx.lib

靜態庫的製作

1. 生成 .o 文件
   

   gcc xxx.c xxx.c xxx.c -c

2. 使用ar 打包
   1. ar rcs
   2. -r 替換
   3. -c 創建
   4. -s 索引

   ar rcs libxxx.a xxx.o xxx.o xxx.o

靜態庫的使用

引入頭文件與需要的靜態庫libxxx.a （頭文件中聲明了靜態庫的接口，libxxx.a為接口的實現）
gcc main.c -o app -I ./include/ -L 靜態庫路徑 -l 靜態庫名字

• -L 靜態庫路徑
• -l 靜態庫名字 為libxxx.a 中的xxx

動態庫/共享庫

• Linux 動態庫
  • libxxx.so
    • lib 前綴
    • xxx 庫的名字
    • .so 後綴
• Windows 動態庫
  • libxxx.dll

動態庫製作

1. 生成 .o 文件 （與位置無關）
   

   gcc -c xxx.c xxx.c xxx.c -c -fpic
   -fpic/-fPIC 使用相對地址記錄代碼位置

2. gcc -shared xxx.o xxx.o xxx.o -o libcxxx.so

動態庫使用

引入頭文件與需要的動態庫libxxx.so 頭文件中聲明了靜態庫的接口，libxxx.a為接口的實現）
$ gcc main.c -o app -I ./include/ -L 動態庫路徑 -l 動態庫名字

工作原理

• 靜態庫在程序編譯時會鏈接到目標代碼中，程序運行時不再需要靜態庫，體積較大。每次編譯都需要載入靜態代碼，內存開銷大。
• 動態庫在程序運行時才被載入，程序運行時需要動態庫存在，體積較小。系統只需載入一次動態庫，不同程序可以得到內存中相同的動態副本，內存開銷小。

解決動態庫找不到的問題:

第一種: 將動態庫的絕對路徑添加到 LD_LIBRARY_PATH 中

1. 測試時候使用的, 終端關閉, 設置失效:
   在當前終端中執行: export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/庫的路徑
2. 長久設置, 將export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/庫的路徑 寫到配置文件中

• 用戶: ~/.bashrc

添加: export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/庫的路徑

• 系統: /etc/profile

添加: export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/庫的路徑

• 添加完成執行命令, 使修改生效:

. ~/.bashrc
. /etc/profile
source /etc/profile
. 相當於 source

第二種: 在 /etc/ld.so.cache 添加動態庫路徑

1. 打開文件: /etc/ld.so.conf
2. 將.so文件路徑的目錄添加到/etc/ld.so.conf, 更新: sudo ldconfig
3. /etc/ld.so.conf的作用：記錄了程序加載運行期間查找動態鏈接庫時的路徑。

靜態庫與動態庫的區別

靜態庫特點總結：

靜態庫對函數庫的鏈接是放在編譯時期完成的。
程序在運行時與函數庫再無瓜葛，移植方便。
浪費空間和資源，所有相關的目標文件與牽涉到的函數庫被鏈接合成一個可執行文件

動態態庫特點總結：

動態庫把對一些庫函數的鏈接載入推遲到程序運行的時期。
可以實現進程之間的資源共享。
程序升級變得簡單。(只修改需要升級部分，靜態庫則需要整個重新編譯)