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在實(shí)際的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，編寫程序往往都需要依賴很多基礎(chǔ)的底層庫(kù)，比方說(shuō)平時(shí)用的較多的標(biāo)準(zhǔn)C庫(kù)，數(shù)學(xué)庫(kù)等等;我們會(huì)頻繁的使用這些庫(kù)里的函數(shù)，這些函數(shù)大多數(shù)都是前人為我們寫好的，所以值得慶幸的是我們的工作不必從零開(kāi)始，我們要做的只是在恰當(dāng)?shù)奈恢谜{(diào)用合適的庫(kù)函數(shù)去實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，充分利用前人的勞動(dòng)成果，就是“站在巨人的肩膀上”。本文主要簡(jiǎn)述Linux下庫(kù)的制作以及使用方法。

一、什么是庫(kù)

庫(kù)從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是一種可執(zhí)行代碼的二進(jìn)制格式，可以被載入內(nèi)存中執(zhí)行。根據(jù)鏈接時(shí)期的不同，庫(kù)又有：靜態(tài)庫(kù)和共享庫(kù)(動(dòng)態(tài)庫(kù))二者的不同點(diǎn)在于代碼被載入的時(shí)刻不同。

靜態(tài)庫(kù)的代碼在編譯過(guò)程中已經(jīng)被載入可執(zhí)行程序，因此體積較大。

共享庫(kù)的代碼是在可執(zhí)行程序運(yùn)行時(shí)才載入內(nèi)存的，在編譯過(guò)程中僅簡(jiǎn)單的引用，因此代碼體積較小。

二、初識(shí)靜態(tài)庫(kù)與動(dòng)態(tài)庫(kù)

1.靜態(tài)函數(shù)庫(kù)

這類庫(kù)的名字一般是libxxx.a，xxx為庫(kù)的名字。利用靜態(tài)函數(shù)庫(kù)編譯成的文件比較大，因?yàn)檎麄�(gè)函數(shù)庫(kù)的所有數(shù)據(jù)都會(huì)被整合進(jìn)目標(biāo)代碼中，他的優(yōu)點(diǎn)就顯而易見(jiàn)了，即編譯后的執(zhí)行程序不需要外部的函數(shù)庫(kù)支持，因?yàn)樗�有使用的函�?shù)都已經(jīng)被編譯進(jìn)去了。當(dāng)然這也會(huì)成為他的缺點(diǎn)，因?yàn)槿绻�靜態(tài)函數(shù)庫(kù)改變了，那么你的程序必須重新編譯。

2.動(dòng)態(tài)函數(shù)庫(kù)

這類庫(kù)的名字一般是libxxx.M.N.so，同樣的xxx為庫(kù)的名字，M是庫(kù)的主版本號(hào)，N是庫(kù)的副版本號(hào)。當(dāng)然也可以不要版本號(hào)，但名字必須有。相對(duì)于靜態(tài)函數(shù)庫(kù)，動(dòng)態(tài)函數(shù)庫(kù)在編譯的時(shí)候并沒(méi)有被編譯進(jìn)目標(biāo)代碼中，你的程序執(zhí)行到相關(guān)函數(shù)時(shí)才調(diào)用該函數(shù)庫(kù)里的相應(yīng)函數(shù)，因此動(dòng)態(tài)函數(shù)庫(kù)所產(chǎn)生的可執(zhí)行文件比較小。由于函數(shù)庫(kù)沒(méi)有被整合進(jìn)你的程序，而是程序運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)的申請(qǐng)并調(diào)用，所以程序的運(yùn)行環(huán)境中必須提供相應(yīng)的庫(kù)。動(dòng)態(tài)函數(shù)庫(kù)的改變并不影響你的程序，所以動(dòng)態(tài)函數(shù)庫(kù)的升級(jí)比較方便。linux系統(tǒng)有幾個(gè)重要的目錄存放相應(yīng)的函數(shù)庫(kù)，如/lib /usr/lib。

三、靜態(tài)庫(kù)與動(dòng)態(tài)庫(kù)的比較

靜態(tài)庫(kù)其實(shí)從某種意義上來(lái)說(shuō)只不過(guò)它操作的對(duì)象是目標(biāo)代碼而不是源碼而已。因?yàn)殪o態(tài)庫(kù)被鏈接后庫(kù)就直接嵌入可執(zhí)行文件中了，這樣就帶來(lái)了兩個(gè)問(wèn)題。

(1)首先就是系統(tǒng)空間被浪費(fèi)了。這是顯而易見(jiàn)的，想象一下，如果多個(gè)程序鏈接了同一個(gè)庫(kù)，則每一個(gè)生成的可執(zhí)行文件就都會(huì)有一個(gè)庫(kù)的副本，必然會(huì)浪費(fèi)系統(tǒng)空間。

(2)再者，一旦發(fā)現(xiàn)了庫(kù)中有bug，挽救起來(lái)就比較麻煩了。必須一一把鏈接該庫(kù)的程序找出來(lái)，然后重新編譯。

而動(dòng)態(tài)庫(kù)的出現(xiàn)正彌補(bǔ)了靜態(tài)庫(kù)的以上弊端。因?yàn)閯?dòng)態(tài)庫(kù)是在程序運(yùn)行時(shí)被鏈接的，所以磁盤上只須保留一份副本，因此節(jié)約了磁盤空間。如果發(fā)現(xiàn)了bug或要升級(jí)也很簡(jiǎn)單，只要用新的庫(kù)把原來(lái)的替換掉就行了。

但是靜態(tài)庫(kù)也有自己的優(yōu)點(diǎn)：編譯后的執(zhí)行程序不需要外部的函數(shù)庫(kù)支持，因?yàn)樗�有使用的函�?shù)都已經(jīng)被編譯進(jìn)去了。

四、如何判斷一個(gè)程序有沒(méi)有鏈接動(dòng)態(tài)庫(kù)

(1)file命令

file程序是用來(lái)判斷文件類型的，啥文件一看都清楚明了。

(2)ldd命令

看動(dòng)態(tài)庫(kù)，如果目標(biāo)程序沒(méi)有鏈接動(dòng)態(tài)庫(kù)，則打印“not a dynamic executable” (不是動(dòng)態(tài)可執(zhí)行文件)

五、靜態(tài)庫(kù)的制作

(1) 為pr1和pr2生成object文件

gcc -O -c pr1.c pr2.c

(2) ls

(3) 鏈接靜態(tài)庫(kù)

為了在編譯程序中正確找到庫(kù)文件,靜態(tài)庫(kù)必須按照 lib[name].a 的規(guī)則命名,如下例中[name]=pr.

ar參數(shù)意義：

c: create的意思

r：在庫(kù)中插入模塊(替換)。當(dāng)插入的模塊名已經(jīng)在庫(kù)中存在，則替換同名的模塊。

s：寫入一個(gè)目標(biāo)文件索引到庫(kù)中，或者更新一個(gè)存在的目標(biāo)文件索引。

v：該選項(xiàng)用來(lái)顯示執(zhí)行操作選項(xiàng)的附加信息。

t：顯示庫(kù)的模塊表清單。一般只顯示模塊名。

ar -crsv libpr.a pr1.o pr2.o

ar -t libpr.a //顯示靜態(tài)庫(kù)所依賴的文件

(4) 編譯鏈接選項(xiàng)

-L 及-l 參數(shù)放在后面.其中,-L 加載庫(kù)文件路徑,-l 指明庫(kù)文件名字.

gcc -o main main.c -L./ -lpr //生成main

-I后面接頭文件 (大寫的i)

-L后面接庫(kù)文件路徑路徑

-l后面接庫(kù)文件名,除了“lib”和“.a”部分,全名為libpr.a

(5)執(zhí)行目標(biāo)程序

./main

六、動(dòng)態(tài)庫(kù)的制作

注意，和動(dòng)態(tài)庫(kù)相關(guān)的路徑搜索問(wèn)題可以認(rèn)為分鏈接時(shí)的搜索 和 運(yùn)行時(shí)加載的搜索。鏈接時(shí)的搜索就是”-L”,比較簡(jiǎn)單直接，我們重點(diǎn)講的是運(yùn)行時(shí)的加載搜索。

(1)生成動(dòng)態(tài)庫(kù) xxx.so

gcc -fPIC -Wall -c pr1.c

PIC告訴編譯器產(chǎn)生與位置無(wú)關(guān)代碼(Position-Independent Code)， 則產(chǎn)生的代碼中，沒(méi)有絕對(duì)地址，全部使用相對(duì)地址，故而代碼可以被加載器加載到內(nèi)存的任意位置，都可以正確的執(zhí)行。這正是共享庫(kù)所要求的，共享庫(kù)被加載時(shí)，在內(nèi)存的位置不是固定的。

gcc -shared -o libpr.so pr1.o

or use one line:

gcc -O -fPIC -shared -o libpr.so pr1.c

(2)編譯時(shí)調(diào)用動(dòng)態(tài)庫(kù)

gcc -o test main.c –L. -lpr

采用該方法執(zhí)行會(huì)報(bào)告./test: error while loading shared libraries: libpr.so: cannot open shared object file: No such file or directory

原因：因?yàn)樵趧?dòng)態(tài)函數(shù)庫(kù)使用時(shí)，會(huì)查找/usr/lib、/lib目錄下的動(dòng)態(tài)函數(shù)庫(kù)，而此時(shí)我們生成的庫(kù)不在里邊。

這個(gè)時(shí)候有好幾種方法可以讓他成功運(yùn)行：

(1)直接簡(jiǎn)單的方法就是把so拉到/usr/lib或/lib中去，但這好像有點(diǎn)污染環(huán)境吧。需要root權(quán)限，在別人的電腦上會(huì)很麻煩;會(huì)把系統(tǒng)目錄弄得混亂。

(2)新建并編輯/etc/ld.so.conf.d/my.conf文件，加入庫(kù)所在目錄的路徑，執(zhí)行l(wèi)dconfig命令更新ld.so.cache文件但是需要root權(quán)限。

(3)export LD_LIBRARY_PATH=/tmp

不過(guò)這樣export 只對(duì)當(dāng)前shell有效，當(dāng)另開(kāi)一個(gè)shell時(shí)候，又要重新設(shè)置�？梢园裡xport LD_LIBRARY_PATH=/tmp 語(yǔ)句寫到 ~/.bashrc中，這樣就對(duì)當(dāng)前用戶有效了，寫到/etc/bashrc中就對(duì)所有用戶有效了。

echo $LD_LIBRARY_PATH

不過(guò)LD_LIBRARY_PATH的設(shè)定作用是全局的，過(guò)多的使用可能會(huì)影響到其他應(yīng)用程序的運(yùn)行，所以多用在調(diào)試。

小結(jié)：

總而言之，靜態(tài)庫(kù)是以空間換時(shí)間，動(dòng)態(tài)庫(kù)是以時(shí)間換空間。無(wú)論你是在Linux平臺(tái)還是Windows平臺(tái)下做開(kāi)發(fā)，庫(kù)的使用都大同小異。熟練的使各種庫(kù)，會(huì)給我們帶來(lái)許多便利，減少工作的負(fù)擔(dān)加快工程的進(jìn)度，從此升職，加薪不是夢(mèng)，希望對(duì)你有所幫助。