C/C++ 静态链接库(.a) 与 动态链接库(.so)

平时我们写程序都必须 include 很多头文件,因为可以避免重复造轮子,软件大厦可不是单靠一个人就能完成的。但是你是否知道引用的那些头文件中的函数是怎么被执行的呢?这就要牵扯到链接库了!

库有两种,一种是 静态链接库,一种是 动态链接库,不管是哪一种库,要使用它们,都要在程序中包含相应的 include 头文件。我们先来回顾一下程序编译的过程。如下图:

我们结合gcc指令来看一下每个阶段生成的文件:

gcc -c helloWorld.c 

生成一个helloWorld.o文件,该文件是将源文件编译成的汇编文件,在链接之前,该文件不是可执行文件。而

gcc -o helloWorld helloWorld.c

生成的是一个helloWorld的执行文件,格式为ELF(与windows不一样)。该文件为链接后的可执行文件。

1、静态链接库

什么是静态链接呢?即在链接阶段,将源文件中用到的库函数与汇编生成的目标文件.o合并生成可执行文件。该可执行文件可能会比较大。这种链接方式的好处是:方便程序移植,因为可执行程序与库函数再无关系,放在如何环境当中都可以执行。

缺点是:文件太大,一个全静态方式生成的简单print文件都有857K。而动态链接生成的一样的可执行文件却只要8.4K。

文件内容很简单,就是一个printf("hello world!\n");

因为包含库文件stdio,所以静态编译出的文件很大。如果你想尝试的话,可以这样编译:

gcc -static -o print print.c

在linux中,静态库为lib*.a,动态库为lib*.so。

下面我们来写一个库文件,然后生成一个静态库,然后尝试着调用一下它。一个简单的add函数,头文件为

头文件对于的源文件:

下面我们来生成静态库:

输入:g++ -c add.cpp 生成.o目标文件

然后用ar命令进一步生成库libadd.a:

ar -crv libadd.a  add.o

这样就生成了一个静态链接库libadd.a。

下面我们来写一个测试文件:

#include <iostream>
#include "./addlib/add.h"
using namespace std;

int main()
{
    int number1 = 10;
    int number2 = 90;
    cout << "the result is " << add(number1, number2) << endl;
    return 0;
}

因为我的目录结构是add.cpp, addlib(文件夹),在addlib中是头文件和静态库,所以include用相对路径找到头文件add.h。

下面我们编译一下该文件:

g++ -o test test.cpp -L./addlib -ladd 

-L是指定加载库文件的路径

-l是指定加载的库文件。

运行一下:

可见调用成功。

2、动态链接库

我们知道静态链接的话,文件会很大,往往实现很小的一个功能就需要占用很大的空间,而且每次库文件升级的话,都要重新编译源文件,很不方便。具体下面如下:

对于静态编译的程序1和程序2,都应用库staticMath。在内存中就又两份相同的staticMath目标文件,很浪费空间,一旦程序数量过多就很可能会内存不足。

这么大的内存才只能运行这几个程序,实在不甘心。

这样就又了动态库发挥威力的地方了。我们来看看动态链接的结果:

我们看到在这种模型中,两个程序只应用一个库,这个目标文件在内存中只有一份,供所有程序使用。

并且在程序运行过程中动态调用库文件,很方便,又不占空间,但是动态链接有一个缺点就是可移植性太差,如果两台电脑运行环境不同,动态库存放的位置不一样,很可能导致程序运行失败。

在具体的应用中,静态与动态应当合理选择!!!

下面我们来生成一个动态库,输入:

g++ -fPIC -shared -o libadd.so add.cpp

这样就生成了一个libadd.so的动态库。

下面我们用动态链接的方式编译test.cpp,输入:

g++ -o test test.cpp -L./addlib -ladd

该命令和刚刚静态链接一样。注意-l后面接的是lib与so中间的库名称。

我们执行一下:

发现不行,因为执行程序找不到libadd.so。

可以看到test执行程序用到的 libadd.so 没有找到。。。

原因是在 /etc/ld.so.conf 文件中设置了动态链接库了寻找路径。

可以看到有很多路径设置文件,在 ld.so.conf.d 中,我们在下面添加一下我们 libadd.so 的路径。

然后再执行一下 ldconfig 命令。

这下就可以成功执行test文件了。

注意一下,有人说为什么我程序中 extern int number;可以直接编译不需要什么静态链接库,动态链接库。那是因为你在链接时已经将number变量定义的目标文件.o和源文件进行了链接,如:gcc -o main main.o test.o。如果你只是单纯的用 main.o 进行链接,是生成不了可执行目标文件的,如:gcc -o main main.c会报告未定义的number引用。

 

综上说述,静态和动态链接库的选择要视情况而定。一般比较推荐动态链接方式,因为可以很好的节约内存,而且方便以后的库文件升级。

 

g++(gcc)编译选项

  • -shared :指定生成动态链接库。
  • -static :指定生成静态链接库。
  • -fPIC :表示编译为位置独立的代码,用于编译共享库。目标文件需要创建成位置无关码,念上就是在可执行程序装载它们的时候,它们可以放在可执行程序的内存里的任何地方。
  • -L. :表示要连接的库所在的目录。
  • -l:指定链接时需要的动态库。编译器查找动态连接库时有隐含的命名规则,即在给出的名字前面加上lib,后面加上.a/.so来确定库的名称。
  • -Wall :生成所有警告信息。
  • -ggdb :此选项将尽可能的生成gdb的可以使用的调试信息。
  • -g :编译器在编译的时候产生调试信息。
  • -c :只激活预处理、编译和汇编,也就是把程序做成目标文件(.o文件)。
  • -Wl,options :把参数(options)传递给链接器ld。如果options中间有逗号,就将options分成多个选项,然后传递给链接程序。

 

 

参考:

http://blog.csdn.net/freestyle4568world/article/details/49817799 

posted @ 2016-07-18 16:16 52php 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏