linux c/c++ 動態庫和靜態庫的生成與使用
阿新 • • 發佈：2019-01-03
二.介紹
從原始碼到可執行程式，通常要經過最重要的兩大步是：編譯，連結。編譯就是將原始檔生成中間檔案的過程，在linux下就是生成 .obj檔案。連結就是用連結器將，這些個中間檔案有序地”糅合“在一起，構成一個可執行檔案。通常，一個.c檔案或者.cpp原始檔編譯後，就會對應生成一個.obj檔案。 那麼庫檔案是什麼東西呢？其實庫檔案就是將這些中間檔案.obj進行打包生成的檔案。那麼為什麼要將這些obj檔案打包成庫檔案呢？一個很重要的原因是，方便程式碼複用。通常，我們都會有自己寫的一些公用的函式，一般是一些工具類的函式。然後再不同的專案中，經常會引用到這些公用的函式。顯而易見的做法是，將公用函式的.h檔案和.cpp檔案分別丟到某個專案的.h檔案目錄或.cpp檔案目錄中，編譯的時候也跟對待其他的原始檔一樣呼叫g++或者gcc進行編譯。如果是引用的第三方檔案不多還好，要是使用到了一些大型的第三方庫比如zlib，openssl等，那麼編譯這些庫都得花很長的時間。 那麼那些懶的程式設計師就想到了一個辦法，只編譯一次，並將這些第三方庫編譯後生成的中間檔案全部保留下來，下次可以直接用了。那麼又來了個問題，加入某個第三方庫有許多原始檔，那豈不是要儲存好多.obj檔案？？至少看起來，目錄都是亂糟糟的。因此，就想到了一個辦法將這些個.obj檔案打包起來放在一起，也就產生了所謂的庫檔案。 連結的時候又有問題了，如果這些第三方庫很大或者很多，直接將專案自己的中間檔案跟第三方庫檔案連結成可執行程式，最終這個程式一定非常臃腫，挺佔空間。而且關鍵是，執行程式的時候，會將程式丟到記憶體裡去，那麼如果多個程式同時呼叫了這些第三方庫，那麼在記憶體裡，可能會存在兩份第三方庫的拷貝，貌似挺佔記憶體。好的，聰明的程式設計師又想到好辦法了，生成動態庫，連結的時候不會將第三庫檔案”糅合“進可執行程式中，程式佔的硬碟變小了。第二，當程式執行時，會將第三方庫丟進記憶體中，但是如果有多個程式也動態連結了這個第三方庫，記憶體中只會有一份拷貝，也就是多個程式共享一個第三方庫，哈，記憶體佔用解決了。 三.製作庫檔案 1，製作靜態庫檔案 使用linux下的ar命令可以打包中間檔案生成靜態庫檔案。通過man ar檢視ar的具體用法。一般可以使用 ar -crv 來產生靜態庫。比如： g++ -g -c add.cpp 生成add.o g++ -g -c sub.cpp 生成sub.o ar -crv libmymth.a add.o sub.o生成歸檔檔案，也就是我們的靜態庫檔案。 2 ，製作動態庫檔案 g++ -fPIC -g -c add.cpp 生成add.o g++ -fPIC -g -c sub.cpp 生成sub.o -fPIC選項是為了生成與地址無關的編譯程式，這樣讓中間檔案能夠在多個程式中共享 g++ -shared -o libmymath.so add.o sub.o 生成相應的動態庫 或者直接合成一步： g++ -shared -fPIC -o libmymath.so add.cpp sub.cpp 四.使用庫檔案 動態庫或者靜態庫都可以在連結的時候，使用 -l 進行連結。但是要注意的是，-l 選項只會在特定的目錄裡去尋找指定的庫檔案。這些特定的目錄指的是 /usr/lib，還有$LD_LIBRARY_PATH指定的路徑，還有ld.so.cache中的快取內容。其中ld.so.cache是通過ldconfig命令來生成的，改命令會讀取 /etc/ld.so.conf檔案中的目錄列表，並寫入ld.so.cache檔案中。 因此常規的做法是，將生成的庫檔案直接丟到 /usr/lib下，或者放到$LD_LIBRARY_PATH的某一個目錄中，或者再/etc/ld.so.conf中配置庫檔案所在的目錄。這樣連結器就可以找到庫檔案。 特別的，對於動態庫。程式在執行的時候還會尋找動態庫檔案，如果連結的時候存在動態庫而執行的時候不存在動態庫，也會報錯。靜態庫就不一樣，只要連結的時候存在庫檔案就行了，應為庫檔案和其他中間檔案一起打包進了最終的二進位制檔案。 例子： 假設你把生成的庫檔案放到了上述連結器可以找到的地方，那麼你可以這樣連結你的程式： g++ -o main main.o -lmymath 另外g++提供了一個 -L選項用來指定庫檔案的目錄，例如假設你的庫檔案放在了 /root/data/lib下，那麼你可以這樣連結你的程式： g++ -o main main.o -L/root/data/lib -lmymath 這樣連結後生成的程式，如果是連結了靜態庫，就可以直接正常執行。但是如果是連結的動態庫，那麼在執行程式的時候，通常都會報錯顯示找不到動態庫。原因上面已經提過了，連結的時候指定了動態庫的目錄，但是執行的時候沒有指定動態庫的目錄，解決的辦法是，將動態庫丟到連結器搜尋的目錄下。 參考：
從原始碼到可執行程式，通常要經過最重要的兩大步是：編譯，連結。編譯就是將原始檔生成中間檔案的過程，在linux下就是生成 .obj檔案。連結就是用連結器將，這些個中間檔案有序地”糅合“在一起，構成一個可執行檔案。通常，一個.c檔案或者.cpp原始檔編譯後，就會對應生成一個.obj檔案。 那麼庫檔案是什麼東西呢？其實庫檔案就是將這些中間檔案.obj進行打包生成的檔案。那麼為什麼要將這些obj檔案打包成庫檔案呢？一個很重要的原因是，方便程式碼複用。通常，我們都會有自己寫的一些公用的函式，一般是一些工具類的函式。然後再不同的專案中，經常會引用到這些公用的函式。顯而易見的做法是，將公用函式的.h檔案和.cpp檔案分別丟到某個專案的.h檔案目錄或.cpp檔案目錄中，編譯的時候也跟對待其他的原始檔一樣呼叫g++或者gcc進行編譯。如果是引用的第三方檔案不多還好，要是使用到了一些大型的第三方庫比如zlib，openssl等，那麼編譯這些庫都得花很長的時間。 那麼那些懶的程式設計師就想到了一個辦法，只編譯一次，並將這些第三方庫編譯後生成的中間檔案全部保留下來，下次可以直接用了。那麼又來了個問題，加入某個第三方庫有許多原始檔，那豈不是要儲存好多.obj檔案？？至少看起來，目錄都是亂糟糟的。因此，就想到了一個辦法將這些個.obj檔案打包起來放在一起，也就產生了所謂的庫檔案。 連結的時候又有問題了，如果這些第三方庫很大或者很多，直接將專案自己的中間檔案跟第三方庫檔案連結成可執行程式，最終這個程式一定非常臃腫，挺佔空間。而且關鍵是，執行程式的時候，會將程式丟到記憶體裡去，那麼如果多個程式同時呼叫了這些第三方庫，那麼在記憶體裡，可能會存在兩份第三方庫的拷貝，貌似挺佔記憶體。好的，聰明的程式設計師又想到好辦法了，生成動態庫，連結的時候不會將第三庫檔案”糅合“進可執行程式中，程式佔的硬碟變小了。第二，當程式執行時，會將第三方庫丟進記憶體中，但是如果有多個程式也動態連結了這個第三方庫，記憶體中只會有一份拷貝，也就是多個程式共享一個第三方庫，哈，記憶體佔用解決了。 三.製作庫檔案 1，製作靜態庫檔案 使用linux下的ar命令可以打包中間檔案生成靜態庫檔案。通過man ar檢視ar的具體用法。一般可以使用 ar -crv 來產生靜態庫。比如： g++ -g -c add.cpp 生成add.o g++ -g -c sub.cpp 生成sub.o ar -crv libmymth.a add.o sub.o生成歸檔檔案，也就是我們的靜態庫檔案。 2 ，製作動態庫檔案 g++ -fPIC -g -c add.cpp 生成add.o g++ -fPIC -g -c sub.cpp 生成sub.o -fPIC選項是為了生成與地址無關的編譯程式，這樣讓中間檔案能夠在多個程式中共享 g++ -shared -o libmymath.so add.o sub.o 生成相應的動態庫 或者直接合成一步： g++ -shared -fPIC -o libmymath.so add.cpp sub.cpp 四.使用庫檔案 動態庫或者靜態庫都可以在連結的時候，使用 -l 進行連結。但是要注意的是，-l 選項只會在特定的目錄裡去尋找指定的庫檔案。這些特定的目錄指的是 /usr/lib，還有$LD_LIBRARY_PATH指定的路徑，還有ld.so.cache中的快取內容。其中ld.so.cache是通過ldconfig命令來生成的，改命令會讀取 /etc/ld.so.conf檔案中的目錄列表，並寫入ld.so.cache檔案中。 因此常規的做法是，將生成的庫檔案直接丟到 /usr/lib下，或者放到$LD_LIBRARY_PATH的某一個目錄中，或者再/etc/ld.so.conf中配置庫檔案所在的目錄。這樣連結器就可以找到庫檔案。 特別的，對於動態庫。程式在執行的時候還會尋找動態庫檔案，如果連結的時候存在動態庫而執行的時候不存在動態庫，也會報錯。靜態庫就不一樣，只要連結的時候存在庫檔案就行了，應為庫檔案和其他中間檔案一起打包進了最終的二進位制檔案。 例子： 假設你把生成的庫檔案放到了上述連結器可以找到的地方，那麼你可以這樣連結你的程式： g++ -o main main.o -lmymath 另外g++提供了一個 -L選項用來指定庫檔案的目錄，例如假設你的庫檔案放在了 /root/data/lib下，那麼你可以這樣連結你的程式： g++ -o main main.o -L/root/data/lib -lmymath 這樣連結後生成的程式，如果是連結了靜態庫，就可以直接正常執行。但是如果是連結的動態庫，那麼在執行程式的時候，通常都會報錯顯示找不到動態庫。原因上面已經提過了，連結的時候指定了動態庫的目錄，但是執行的時候沒有指定動態庫的目錄，解決的辦法是，將動態庫丟到連結器搜尋的目錄下。 參考：