linux靜態(tài)鏈接庫(kù)與動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的區(qū)別及動(dòng)態(tài)庫(kù)的創(chuàng)建

一、引言
通常情況下，對(duì)函數(shù)庫(kù)的鏈接是放在編譯時(shí)期（compile time）完成的。所有相關(guān)的對(duì)象文件（object file）與牽涉到的函數(shù)庫(kù)（library）被鏈接合成一個(gè)可執(zhí)行文件（executable file）。程序在運(yùn)行時(shí)，與函數(shù)庫(kù)再無(wú)瓜葛，因?yàn)樗行枰暮瘮?shù)已拷貝到自己門(mén)下。所以這些函數(shù)庫(kù)被成為靜態(tài)庫(kù)（static libaray），通常文件名為“libxxx.a”的形式。

其實(shí)，我們也可以把對(duì)一些庫(kù)函數(shù)的鏈接載入推遲到程序運(yùn)行的時(shí)期（runtime）。這就是如雷貫耳的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（dynamic link library）技術(shù)。

二、動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

首先讓我們來(lái)看一下，把庫(kù)函數(shù)推遲到程序運(yùn)行時(shí)期載入的好處：

1. 可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的資源共享。

什么概念呢？就是說(shuō)，某個(gè)程序的在運(yùn)行中要調(diào)用某個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)函數(shù)的時(shí)候，操作系統(tǒng)首先會(huì)查看所有正在運(yùn)行的程序，看在內(nèi)存里是否已有此庫(kù)函數(shù)的拷貝了。如果有，則讓其共享那一個(gè)拷貝；只有沒(méi)有才鏈接載入。這樣的模式雖然會(huì)帶來(lái)一些“動(dòng)態(tài)鏈接”額外的開(kāi)銷，卻大大的節(jié)省了系統(tǒng)的內(nèi)存資源。C的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)就是動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，也就是說(shuō)系統(tǒng)中所有運(yùn)行的程序共享著同一個(gè)C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的代碼段。

2. 將一些程序升級(jí)變得簡(jiǎn)單。用戶只需要升級(jí)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，而無(wú)需重新編譯鏈接其他原有的代碼就可以完成整個(gè)程序的升級(jí)。Windows 就是一個(gè)很好的例子。

3. 甚至可以真正坐到鏈接載入完全由程序員在程序代碼中控制。

程序員在編寫(xiě)程序的時(shí)候，可以明確的指明什么時(shí)候或者什么情況下，鏈接載入哪個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)函數(shù)。你可以有一個(gè)相當(dāng)大的軟件，但每次運(yùn)行的時(shí)候，由于不同的操作需求，只有一小部分程序被載入內(nèi)存。所有的函數(shù)本著“有需求才調(diào)入”的原則，于是大大節(jié)省了系統(tǒng)資源。比如現(xiàn)在的軟件通常都能打開(kāi)若干種不同類型的文件，這些讀寫(xiě)操作通常都用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在一次運(yùn)行當(dāng)中，一般只有一種類型的文件將會(huì)被打開(kāi)。所以直到程序知道文件的類型以后再載入相應(yīng)的讀寫(xiě)函數(shù)，而不是一開(kāi)始就將所有的讀寫(xiě)函數(shù)都載入，然后才發(fā)覺(jué)在整個(gè)程序中根本沒(méi)有用到它們。

三、動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的創(chuàng)建

由于動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)函數(shù)的共享特性，它們不會(huì)被拷貝到可執(zhí)行文件中。在編譯的時(shí)候，編譯器只會(huì)做一些函數(shù)名之類的檢查。在程序運(yùn)行的時(shí)候，被調(diào)用的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)函數(shù)被安置在內(nèi)存的某個(gè)地方，所有調(diào)用它的程序?qū)⒅赶蜻@個(gè)代碼段。因此，這些代碼必須實(shí)用相對(duì)地址，而不是絕對(duì)地址。在編譯的時(shí)候，我們需要告訴編譯器，這些對(duì)象文件是用來(lái)做動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的，所以要用地址不無(wú)關(guān)代碼（Position Independent Code （PIC））。

對(duì)gcc編譯器，只需添加上 -fPIC 標(biāo)簽，如：

gcc -fPIC -c file1.c
gcc -fPIC -c file2.c
gcc -shared libxxx.so file1.o file2.o

注意到最后一行，-shared 標(biāo)簽告訴編譯器這是要建立動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)。這與靜態(tài)鏈接庫(kù)的建立很不一樣，后者用的是 ar 命令。也注意到，動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的名字形式為 “libxxx.so” 后綴名為 “.so”

四、動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的使用

使用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，首先需要在編譯期間讓編譯器檢查一些語(yǔ)法與定義。

這與靜態(tài)庫(kù)的實(shí)用基本一樣，用的是 -Lpath 和 -lxxx 標(biāo)簽。如：

gcc file1.o file2.o -Lpath -lxxx -o program.exe

編譯器會(huì)先在path文件夾下搜索libxxx.so文件，如果沒(méi)有找到，繼續(xù)搜索libxxx.a（靜態(tài)庫(kù)）。

在程序運(yùn)行期間，也需要告訴系統(tǒng)去哪里找你的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)文件。在UNIX下是通過(guò)定義名為 LD_LIBRARY_PATH 的環(huán)境變量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。只需將path賦值給此變量即可。csh 命令為：

setenv LD_LIBRARY_PATH your/full/path/to/dll

一切安排妥當(dāng)后，你可以用 ldd 命令檢查是否連接正常。

ldd program.exe

編譯參數(shù)解析

最主要的是GCC命令行的一個(gè)選項(xiàng):
-shared 該選項(xiàng)指定生成動(dòng)態(tài)連接庫(kù)（讓連接器生成T類型的導(dǎo)出符號(hào)表，有時(shí)候也生成弱連接W類型的導(dǎo)出符號(hào)），不用該標(biāo)志外部程序無(wú)法連接。相當(dāng)于一個(gè)可執(zhí)行文件

l -fPIC：表示編譯為位置獨(dú)立的代碼，不用此選項(xiàng)的話編譯后的代碼是位置相關(guān)的所以動(dòng)態(tài)載入時(shí)是通過(guò)代碼拷貝的方式來(lái)滿足不同進(jìn)程的需要，而不能達(dá)到真正代碼段共享的目的。

l -L.：表示要連接的庫(kù)在當(dāng)前目錄中

l -ltest：編譯器查找動(dòng)態(tài)連接庫(kù)時(shí)有隱含的命名規(guī)則，即在給出的名字前面加上lib，后面加上.so來(lái)確定庫(kù)的名稱

l LD_LIBRARY_PATH：這個(gè)環(huán)境變量指示動(dòng)態(tài)連接器可以裝載動(dòng)態(tài)庫(kù)的路徑。

l 當(dāng)然如果有root權(quán)限的話，可以修改/etc/ld.so.conf文件，然后調(diào)用 /sbin/ldconfig來(lái)達(dá)到同樣的目的，不過(guò)如果沒(méi)有root權(quán)限，那么只能采用輸出LD_LIBRARY_PATH的方法了。
4、注意

調(diào)用動(dòng)態(tài)庫(kù)的時(shí)候有幾個(gè)問(wèn)題會(huì)經(jīng)常碰到，有時(shí)，明明已經(jīng)將庫(kù)的頭文件所在目錄 通過(guò) “-I” include進(jìn)來(lái)了，庫(kù)所在文件通過(guò)“-L”參數(shù)引導(dǎo)，并指定了“-l”的庫(kù)名，但通過(guò)ldd命令察看時(shí)，就是死活找不到你指定鏈接的so文件，這時(shí)你要作的就是通過(guò)修改LD_LIBRARY_PATH或者/etc/ld.so.conf文件來(lái)指定動(dòng)態(tài)庫(kù)的目錄。通常這樣做就可以解決庫(kù)無(wú)法鏈接的問(wèn)題了。

五、靜態(tài)庫(kù)的創(chuàng)建和使用：

1、生成靜態(tài)庫(kù) ：庫(kù)名 libmylib.a

ar rcs libmylib.a mylib.o

2、將靜態(tài)庫(kù)copy到 /usr/lib/ 或/lib/ 目錄下

cp libmylib.a /usr/lib/

3、靜態(tài)庫(kù)的使用

比如測(cè)試文件為test.c

gcc -0 test test.c -lmylib

-l為選項(xiàng)， mylib為庫(kù)名。mylib為libmylib的中間部分，Linux下約定所有庫(kù)都以前綴lib開(kāi)始

靜態(tài)庫(kù)以.a結(jié)尾，動(dòng)態(tài)庫(kù)以.so結(jié)尾。再編譯程式時(shí)，無(wú)需帶上前綴和后綴。

注意：靜態(tài)庫(kù)的命名需要以"lib"開(kāi)頭，否者連接是編譯器無(wú)法找到庫(kù)