动静态库的使用（Linux）

news2025/6/8 16:15:09

1.库

通俗来说，库就是现有的，可复用的代码，例如：在C/C++语言编译时，就需要依赖相关的C/C++标准库。本质上来说库是一种可执行代码的二进制形式，可以被操作系统载入内存执行。通常我们可以在windows下看到一些后缀为.dll,.lib等就是库文件。

静态库：.a[Linux]、.lib[windows]

动态库：.so[Linux]、.dll[windows]

2. 静态库

静态库（.a）：程序在编译链接的时候把库的代码链接到可执行文件中，程序运行的时候将不再
需要静态库。

注意：一个可执行程序可能用到许多的库，这些库运行有的是静态库，有的是动态库，而我们的编译默认为动态链接库，只有在该库下找不到动态.so的时候才会采用同名静态库。（因为动态库，更节省空间，后面有详细讲解）

2.1 生成静态库

这里首先要介绍一个工具（命令）

ar -rc $@ $^

@：归档的目标文件，^:归档的.o文件
rc 表示 (replace and create)

这里Makefile文件来举例：

libmyc.a:mystdio.o mymath.o
	ar -rc $@ $^
%.o:%.c
	gcc -c $<

.PHONY:clean
clean:
	rm -f *.a *.o

.PHONY:output
output:
	mkdir mylibc
	mkdir -p mylibc/include
	mkdir -p mylibc/lib 
	cp *.h mylibc/include
	cp *.a mylibc/lib
	tar czf mylibc.tgz mylibc

这里就是将写的mysdio.c 和mymath.c文件打包成静态库，并且压缩。

2.2 静态库使用

这里直接在编译代码时包含上述头文件，是不能直接使用的，如：

#include "mystdio.h"
#include "mymath.h"

这里有三种情况：

情况一：头文件和库文件和我们自己的源文件在同一个路径下时

只需要-L选项即可：

gcc main.c -L. -lmyc

-L:表示当前路径下寻找库文件;

-lmyc:使用时是在库文件（即libmyc.a）前面加-l，并且去掉后缀.a。

情况二：头文件和库文件有自己的独立路径

gcc main.c -I头文件路径 -L库文件路径 -lmyc

-I: 指定头文件搜索路径；

情况三：：头文件和库文件安装到系统路径下

这里要讲一下如何将库文件和头文件安装在系统路径下：

mv libmyc.a /lib64/

#库文件放到/lib64/路径下

mv *.h /usr/include/

#头文件放到/usr/include/路径下

将上述文件配置好后，就可以直接指定需要使用的库文件（不需要带-），就可以形成可执行程序了。

gcc main.c -lmyc

3. 动态库

动态库（.so）：程序在运行的时候才去链接动态库的代码，多个程序共享使用库的代码。

动态库可以在多个程序间共享，所以动态链接使得可执行文件更小，节省了磁盘空间。操作系统采
用虚拟内存机制允许物理内存中的一份动态库被要用到该库的所有进程共用，节省了内存和磁盘空
间。

一个与动态库链接的可执行文件仅仅包含它用到的函数入口地址的一个表（got），而不是动态库所在目标文件的整个机器码（二进制文件）

在可执行文件开始运行以前，动态库的机器码（二进制文件）由操作系统从磁盘上的该动态库中复制到内存中，这个过程称为动态链接（后两点在后面"ELF文件"文章中有讲解）

3.1 动态库生成

libmyc.so:mystdio.o mymath.o
	gcc -o $@ $^ -shared
%.o:%.c
	gcc -fPIC -c $<

.PHONY:clean
clean:
	rm -f *.a *.o

.PHONY:output
output:
	mkdir mylibc
	mkdir -p mylibc/include
	mkdir -p mylibc/lib 
	cp *.h mylibc/include
	cp *.so mylibc/lib
	tar czf mylibc.tgz mylibc

shared: 表示生成共享库格式

fPIC：产生位置无关码(position independent code)

一般情况下动态库文件使用.so后缀

3.2 动态库使用

这里动态库的使用和前面静态库的基本一致，三种情况是一样的，使用-I，-L选项是一样的。

但是这里有个很大的问题：

形成的可执行文件不能运行

这里通过ldd命令操作，查看该可执行文件所链接的动态库：

ldd a.out
    linux-vdso.so.1 => (0x00007fff4d396000)
    libmyc.so => not found
    libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007fa2aef30000)
    /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fa2af2fe000)

可以看到并不能找到用户链接得动态库。

这里还要解释一下，为什么前面静态库没有这个问题，因为静态库链接时，会将全部库文件加载到可执行文件中，并不需要执行时去寻找链接得库，但是链接动态库，执行时就需要去寻找动态库。