Linux下制作和使用静态库和动态库

概述

Linux操作系统支持的函数库分为静态库和动态库，动态库又称共享库。linux系统有几个重要的目录存放相应的函数库，如/lib /usr/lib。

静态函数库：

　　这类库的名字一般是libxxx.a；利用静态函数库编译成的文件比较大，因为整个函数库的所有数据都会被整合进目标代码中，他的优点就显而易见了，即编译后的执行程序不需要外部的函数库支持，因为所有使用的函数都已经被编译进可执行文件了。当然这也会成为他的缺点，因为如果静态函数库改变了，那么你的程序必须重新编译，而且体积也较大。

动态函数库：

　　这类库的名字一般是libxxx.so，动态库又称共享库;相对于静态函数库，动态函数库在编译的时候并没有被编译进目标代码中，你的程序执行到相关函数时才调用该函数库里的相应函数，因此动态函数库所产生的可执行文件比较小。由于函数库没有被整合进你的程序，而是程序运行时动态的申请并调用，所以程序的运行环境中必须提供相应的库。动态函数库的改变并不影响你的程序，所以动态函数库的升级比较方便。而且如果多个应用程序都要使用同一函数库，动态库就非常适合，可以减小应用程序的体积。

Linux静态函数库的创建和使用

例程add.h add.c sub.h sub.c main.c:

add.h

#ifndef ADD_H
#define ADD_H
int add(int x,int y);
#endif

add.c

#include <stdio.h>
#include "add.h"
int add(int x, int y)
{
    return (x + y);
}

sub.h

#ifndef _SUB_H_
#define _SUB_H_
int sub(int x, int y);
#endif

sub.c

#include <stdio.h>
#include "sub.h"
int sub(int x, int y)
{
    return (x - y);
}

main.c

#include <stdio.h>
#include "sub.h"
#include "add.h"
 
int main()
{
    int a, b;
    a = add(1, 2);
    b = sub(10, 5);
    printf("a = % d, b = % d\n", a, b);
    return 0;
}

不管是静态函数库还是动态函数库，都是由*.o目标文件生成。

所以先

gcc -c add.c
gcc -c sub.c

生成add.o sub.o

静态函数库由ar命令创建

本例：

ar -cr libaddsub.a add.o sub.o

参数：

-c create的意思

-r replace的意思，表示当插入的模块名已经在库中存在，则替换同名的模块。如果若干模块中有一个模块在库中不存在，ar显示一个错误消息，并不替换其他同名模块。默认的情况下，新的成员增加在库的结尾处，可以使用其他任选项来改变增加的位置。

到此静态函数库创建完毕。

使用方法：

通过

gcc -o main main.c -L. -laddsub

编译main.c就会把静态函数库整合进main。

参数：

-L 指定静态函数库的位置供查找，注意L后面还有'.'，表示静态函数库在本目录下查找。

-l 则指定了静态函数库名，由于静态函数库的命名方式是lib***.a，其中的lib和.a忽略。

根据静态函数库的特性，此处删除libaddsub.a后main依然可以运行，因为静态库的内容已经整合进去了。

Linux动态函数库的创建和使用

gcc -shared -fpic -o libaddsub.soadd.c sub.c

参数

-fpic：产生位置无关代码

-shared：生成共享库

用上述命令生成libaddsub.so 动态函数库。

gcc -o out main.c -L. -laddsub

此时还不能立即./out，因为在动态函数库使用时，会查找/usr/lib /lib目录下的动态函数库，而此时我们生成的库不在里边。

这个时候有好几种方法可以让他成功运行：

1.最直接最简单的方法就是把libaddsub.so拉到/usr/lib 或/lib中去。

2.还有一种方法,假设libaddsub.so在/home/linux/addsub

export LD_LIBRARY_PATH=/home/linux/addsub：$LD_LIBRARY_PATH

3.另外还可以在/etc/ld.so.conf文件里加入我们生成的库的目录，然后/sbin/ldconfig。

/etc/ld.so.conf是非常重要的一个目录，里面存放的是链接器和加载器搜索共享库时要检查的目录，默认是从/usr/lib /lib中读取的，所以想要顺利运行，我们也可以把我们库的目录加入到这个文件中并执行/sbin/ldconfig。

Linux下动态库的层次结构及静态链接与动态链接的区别图

图 1. Linux 中的库层次结构

图 2. 静态链接与动态链接

下面以一个简单的动态库为例讲解动态链接与动态加载方法：
动态库示例：

add.c

int add(int a,int b){
        return (a+b);
}

编译动态库：

gcc -shared -o libadd.so add.c

生成 libadd.so
动态链接方法：在编译程序时，指定要链接的库文件即可，此时调用共享库只需要其头文件即可。
示例：

test.c

#include <stdio.h>
#include <dlfcn.h>
int add(int,int);
int main(int argc, char *argv[])
{
        sum=add(10,11);
        printf("sum=%d",sum);
}

编译程序：

gcc -l add -o test test.c

参数：

-l 参数表示要链接的动态链接库，若路径不在标准库文件路径下可用-L 包含。

动态加载方法：通过下列API完成
表 1. Dl API

#include<stdio.h>
#include<dlfcn.h>
#include"add.h"
int main()
{
       void *dl_handler = NULL;
       int(*func)(int,int);
       char *error;
       int sum;
       dl_handler = dlopen("libadd.so",RTLD_LAZY);
       if(!dl_handler)
       {
              printf("open:%s\n",dlerror());
              return 0;
       }
       func=dlsym(dl_handler,"add");
       error = dlerror();
       if(error != NULL)
       {
              printf("find:%s\n",error);
              return 0;
       }
       sum = (*func)(10,11);
       printf("sum = %d\n",sum);
       dlclose(dl_handler);
       return 0;
}

编译程序：

gcc -o test test.c -ldl

参数：

-ldl 表明将 dllib 链接于该程序,即可调用DL的API

共享库的路径：可以放在系统共享库目录：/usr/lib下，也可以通过环境变量LD_LIBRARY_PATH设置