我們在編寫一個C語言程序的時候，經(jīng)常會遇到好多重復(fù)或常用的部分，如果每次都重新編寫固然是可以的，不過那樣會大大降低工作效率，并且影響代碼的可讀性，更不利于后期的代碼維護。我們可以把他們制作成相應(yīng)的功能函數(shù)，使用時直接調(diào)用就會很方便，還可以進行后期的功能升級。
例如我要在一段代碼中多次交換兩個變量的值，我可以在代碼中多次寫入
i=x;
x=y;
y=i;
不過這樣未免有點麻煩我們可以編寫一個change_two_int()函數(shù)進行簡化。
定義如下函數(shù)：
void change_two_int(int *a，int *b)
{
int c;
c=*a;
*a=*b;
*b=c;
}
這樣每次要進行交換時只需調(diào)用 change_two_int(&x , &y);即可，是否方便了許多？
那么我們要討論的和這些有什么關(guān)系呢？庫通俗的說就是把這些常用函數(shù)的目標(biāo)文件打包在一起，提供相應(yīng)函數(shù)的接口，便于程序員使用。庫是別人寫好的現(xiàn)有的，成熟的，可以復(fù)用的代碼，我們只需要知道其接口如何定義，便可以自如使用。
現(xiàn)實中每個程序都要依賴很多基礎(chǔ)的底層庫，不可能每個人的代碼都從零開始，因此庫的存在意義非同尋常。比如我們常使用的printf函數(shù)，就是c標(biāo)準(zhǔn)庫提供的函數(shù)。我們在使用時只需要包含相應(yīng)的頭文件就可以使用（非靜態(tài)編譯還要有相應(yīng)的庫文件）。而不用關(guān)心printf函數(shù)具體是如何實現(xiàn)的，這樣就大大提高了程序員編寫代碼的效率。從使用方法上分庫大體上可以分為兩類：靜態(tài)庫和共享庫。在windows中靜態(tài)庫是以 .lib 為后綴的文件，共享庫是以 .dll 為后綴的文件。在linux中靜態(tài)庫是以 .a 為后綴的文件，共享庫是以 .so為后綴的文件。
以linux下的靜態(tài)庫和動態(tài)庫為例我們研究一下，首先我們看一下他們的生成方式
靜態(tài)庫：
首先將源文件編譯成目標(biāo)文件：gcc –c a.c b.c
生成靜態(tài)庫：ar –rc libstatic.a a.o b.o
共享庫：
同靜態(tài)庫一樣編譯成目標(biāo)文件：gcc –c a.c b.c
生成共享庫：gcc –fPIC –shared –o libshared.so a.o b.o
由此可見靜態(tài)庫和動態(tài)庫都是對目標(biāo)文件的處理，也可以說庫文件已經(jīng)是機器碼文件了，靜態(tài)庫和共享庫的加載過程有很大的區(qū)別。
靜態(tài)庫的鏈接方法：
gcc –o staticcode –L. –lstatic main.c –static(默認(rèn)庫在當(dāng)前文件夾)
共享庫的鏈接方法：
gcc –o sharedcode -L. –lshared main.c(默認(rèn)庫在當(dāng)前文件夾)
當(dāng)程序與靜態(tài)庫連接時，庫中目標(biāo)文件所含的所有將被程序使用的函數(shù)的機器碼被copy到最終的可執(zhí)行文件中。這就會導(dǎo)致最終生成的可執(zhí)行代碼量相對變多，相當(dāng)于編譯器將代碼補充完整了，這樣運行起來相對就快些。不過會有個缺點: 占用磁盤和內(nèi)存空間. 靜態(tài)庫會被添加到和它連接的每個程序中, 而且這些程序運行時, 都會被加載到內(nèi)存中. 無形中又多消耗了更多的內(nèi)存空間.
與共享庫連接的可執(zhí)行文件只包含它需要的函數(shù)的引用表，而不是所有的函數(shù)代碼，只有在程序執(zhí)行時, 那些需要的函數(shù)代碼才被拷貝到內(nèi)存中。這樣就使可執(zhí)行文件比較小, 節(jié)省磁盤空間，更進一步，操作系統(tǒng)使用虛擬內(nèi)存，使得一份共享庫駐留在內(nèi)存中被多個程序使用，也同時節(jié)約了內(nèi)存。不過由于運行時要去鏈接庫會花費一定的時間，執(zhí)行速度相對會慢一些，總的來說靜態(tài)庫是犧牲了空間效率，換取了時間效率，共享庫是犧牲了時間效率換取了空間效率，沒有好與壞的區(qū)別，只看具體需要了。
另外，.一個程序編好后，有時需要做一些修改和優(yōu)化，如果我們要修改的剛好是庫函數(shù)的話，在接口不變的前提下，使用共享庫的程序只需要將共享庫重新編譯就可以了，而使用靜態(tài)庫的程序則需要將靜態(tài)庫重新編譯好后，將程序再重新編譯一便。
總結(jié):
一、庫的類型
.dll 動態(tài)庫
.lib 靜態(tài)庫
庫即為源代碼的二進制文件
.so 動態(tài)庫
.a 靜態(tài)庫
我們通常把一些公用函數(shù)制作成函數(shù)庫，供其它程序使用。
函數(shù)庫分為靜態(tài)庫和動態(tài)庫兩種。
靜態(tài)庫在程序編譯時會被連接到目標(biāo)代碼中，程序運行時將不再需要該靜態(tài)庫。
動態(tài)庫在程序編譯時并不會被連接到目標(biāo)代碼中，而是在程序運行是才被載入，因此在程序運行時還需要動態(tài)庫存在
在windows平臺和linux平臺下都大量存在著庫。
本質(zhì)上來說庫是一種可執(zhí)行代碼的二進制形式，可以被操作系統(tǒng)載入內(nèi)存執(zhí)行。
由于windows和linux的本質(zhì)不同，因此二者庫的二進制是不兼容的。
本文僅限于介紹linux下的庫
linux下的庫有兩種：靜態(tài)庫和共享庫（動態(tài)庫）。
二者的不同點在于代碼被載入的時刻不同。
靜態(tài)庫的代碼在編譯過程中已經(jīng)被載入可執(zhí)行程序，因此體積較大。
共享庫的代碼是在可執(zhí)行程序運行時才載入內(nèi)存的，在編譯過程中僅簡單的引用，因此代碼體積較小。
庫是別人寫好的現(xiàn)有的，成熟的，可以復(fù)用的代碼，你可以使用但要記得遵守許可協(xié)議。
現(xiàn)實中每個程序都要依賴很多基礎(chǔ)的底層庫，不可能每個人的代碼都從零開始，因此庫的存在意義非同尋常。共享庫的好處是，不同的應(yīng)用程序如果調(diào)用相同的庫，那么在內(nèi)存里只需要有一份該共享庫的實例。
靜態(tài)庫的后綴是.a，它的產(chǎn)生分兩步
Step 1.由源文件編譯生成一堆.o，每個.o里都包含這個編譯單元的符號表
Step 2.ar命令將很多.o轉(zhuǎn)換成.a，成文靜態(tài)庫
動態(tài)庫的后綴是.so，它由gcc加特定參數(shù)編譯產(chǎn)生。
例如:
$ gcc -fPIC -c *.c $ gcc -shared -Wl,-soname, libfoo.so.1 -olibfoo.so.1.0 *.
在linux下，庫文件一般放在/usr/lib和/lib下，
靜態(tài)庫的名字一般為libxxxx.a，其中xxxx是該lib的名稱
動態(tài)庫的名字一般為libxxxx.so.major.minor，xxxx是該lib的名稱，major是主版本號， minor是副版本號
ldd命令可以查看一個可執(zhí)行程序依賴的共享庫，
例如# ldd /bin/lnlibc.so.6
=> /lib/libc.so.6 (0×40021000)/lib/ld-linux.so.2
=> /lib/ld- linux.so.2 (0×40000000)
可以看到ln命令依賴于libc庫和ld-linux庫
當(dāng)系統(tǒng)加載可執(zhí)行代碼時候，能夠知道其所依賴的庫的名字，但是還需要知道絕對路徑
此時就需要系統(tǒng)動態(tài)載入器(dynamiclinker/loader)
對于elf格式的可執(zhí)行程序，是由ld-linux.so*來完成的
它先后搜索elf文件的 DT_RPATH段—環(huán)境變量LD_LIBRARY_PATH—/etc/ld.so.cache文件列表—/lib/,/usr/lib目錄
找到庫文件后將其載入內(nèi)存
如果安裝在/lib或者/usr/lib下，那么ld默認(rèn)能夠找到，無需其他操作。
如果安裝在其他目錄，需要將其添加到/etc/ld.so.cache文件中，步驟如下
1.編輯/etc/ld.so.conf文件，加入庫文件所在目錄的路徑
2.運行l(wèi)dconfig，該命令會重建/etc/ld.so.cache文件
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linux中編譯靜態(tài)庫(.a)和動態(tài)庫(.so)的基本方法
在linux環(huán)境中, 使用ar命令創(chuàng)建靜態(tài)庫文件.如下是命令的選項:
d -----從指定的靜態(tài)庫文件中刪除文件
m -----把文件移動到指定的靜態(tài)庫文件中
p -----把靜態(tài)庫文件中指定的文件輸出到標(biāo)準(zhǔn)輸出
q -----快速地把文件追加到靜態(tài)庫文件中
r -----把文件插入到靜態(tài)庫文件中
t -----顯示靜態(tài)庫文件中文件的列表
x -----從靜態(tài)庫文件中提取文件
還有多個修飾符修改以上基本選項,詳細請man ar 以下列出三個:
a -----把新的目標(biāo)文件(*.o)添加到靜態(tài)庫文件中現(xiàn)有文件之后
b-----***************************************之前
v -----使用詳細模式
ar 命令的命令行格式如下:
ar[-]{dmpqrtx}[abcfilNoPsSuvV] [membername] [count] archive files...
參數(shù)archive定義庫的名稱, files是庫文件中包含的目標(biāo)文件的清單, 用空格分隔每個文件.
比如創(chuàng)建一個靜態(tài)庫文件的命令如下:
ar r libapue.a error.oerrorlog.o lockreg.o
這樣就了libapue.a靜態(tài)庫文件, 可以用 t 選項顯示包含在庫中的文件
創(chuàng)建庫文件之后,可以創(chuàng)建這個靜態(tài)庫文件的索引來幫助提高和庫連接的其他程序的編譯速度：
使用ranlib程序創(chuàng)建庫的索引,索引存放在庫文件內(nèi)部.
ranlib libapue.a
用nm程序顯示存檔文件的索引,它可以顯示目標(biāo)文件的符號
nm libapue.a | more
如果是顯示目標(biāo)文件的符號:
nm error.o | more
如何使用呢?如下所示:
gcc -o test test.c libapue.a
這樣就可以在test.c中調(diào)用在libapue.a中的函數(shù)了.
gcc -shared -o libapue.soerror.o errorlog.o
這樣就創(chuàng)建了共享庫!
假設(shè)共享庫位于當(dāng)前目錄(即跟程序文件相同的目錄中)
gcc -o test -L. -lapue test.c
這樣就編譯出了不包含函數(shù)代碼可執(zhí)行文件了,但是但你運行時會發(fā)現(xiàn)linux動態(tài)加載器找不到libapue.so文件.
可以用ldd 命令查看可執(zhí)行文件依賴什么共享庫:
ldd test
如何才能讓動態(tài)加載器發(fā)現(xiàn)庫文件呢?有兩種方法可以解決:
1.環(huán)境變量
exportLD_LIBRARY_PATH='$LD_LIBRARY_PATH:.'
2.修改/etc/ld.so.conf文件.
一般應(yīng)用程序的庫文件不與系統(tǒng)庫文件放在同一個目錄下,一般把應(yīng)用程序的共享庫文件放在/usr/local/lib下,新建一個屬于自己的目錄apue,然后把剛才libapue.so復(fù)制過去就行了
同時在/etc/ld.so.conf中新增一行:
/usr/local/lib/apue
以后在編譯程序時加上編譯選項:
-L /usr/local/lib/apue -lapue
/*
參數(shù)的配置通過mangcc可以看到
-llibrary
連接名為 library 的 庫文件.
連接器 在 標(biāo)準(zhǔn)搜索目錄 中 尋找 這個 庫文件, 庫文件 的 真正 名 字
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