Linux下動態庫和靜態庫制作與調用

1.動態庫和靜態庫簡介

靜態庫是指在應用中，有一些公共代碼需要反復使用，就把這些代碼編譯為“庫”文件；在鏈接步驟中，連接器將從庫文件取得所需的代碼，復制到生成的可執行文件中。這種庫稱為其特點是可執行文件中包含了庫代碼的一份完整拷貝；缺點就是被多次使用就會有多份冗余拷貝。

動態庫又稱動態鏈接庫英文為DLL，是指DynamicLinkLibrary 的縮寫形式，DLL是一個包含可由多個程序同時使用的代碼和數據的庫，DLL不是可執行文件。動態鏈接提供了一種方法，使進程可以調用不屬于其可執行代碼的函數

靜態庫：在編譯的時候加載生成目標文件，在運行時不用加載庫，在運行時對庫沒有依賴性。

動態庫：在目標文件運行時加載，對庫有依賴性。

?1.1 Linux下動態庫和靜態庫命令方式
??動態庫命名方式：libxxx.so。其中so是shared objecd的縮寫，即可以共享的目標文件，lib為庫的固定格式，xxx為庫名稱，.so為動態庫后綴。
??動態庫命名方式：libxxx.a xxx靜態庫名稱。Linux 上的靜態庫，其實是目標文件的歸檔文件。

?1.2 編譯生成共享庫示例

?命令：gcc -fPIC -shared -o libxxx.so xxx.c
此過程分為編譯和鏈接兩部分，-fPIC是編譯選項，PIC表示要生成位置無關的代碼，這是動態庫的特性，-shared是鏈接選項，告訴gcc生成動態庫而不是可執行文件。
上述命令等同于：
gcc -fPIC -c xxx.c
gcc -shared -o libxxx.so xxx.o
如下代碼為例實現動態庫編譯與調用：

[wbyq@wbyq shared]$ gcc -fPIC -shared -o libmyfile.so ./src/*.c -I./include

??gcc -I ?指定頭文路徑

?1.3 動態庫調用

[wbyq@wbyq shared]$ gcc main.c -Iinclude -lmyfile -L./lib

??gcc -L ?指定動態庫路徑
??gcc -l ?指定動態庫名字

?1.4 程序運行

[wbyq@wbyq shared]$ ./a.out 
./a.out: error while loading shared libraries: libmyfile.so: cannot open shared object file: No such file or directory

??錯誤原因：
??系統動態庫默認搜索路徑： /lib 和 /usr/lib
??解決辦法1：將libmyfile.so 拷貝到/usr/lib或者/lib目錄下。
??解決辦法2：修改系統環境變量，動態庫環境變量：LD_LIBRARY_PATH
??修改環境變量示例：

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/mnt/hgfs/ubuntu/shared/lib

??注意：在命令行修改環境變量只對當前終端有效。
??解決辦法2：修改系統啟動文件
??Ubuntu下開機普通用戶啟動文件：~/.bashrc ~/.profile
??管理員用戶：/.profile
??修改~/.bashrc文件：

??同步文件：source ~/.bashrc

2 linux靜態庫創建與調用

?2.1 linux靜態庫的命令規則

??靜態庫libxxx.a ? xxx靜態庫名稱。Linux 上的靜態庫，其實是目標文件的歸檔文件。

?2.2 linux靜態庫創建步驟

??(1)編寫源文件，通過gcc -c生成目標文件。
??(2)用ar歸檔目標文件，生成靜態庫。
??(3)配合靜態庫，寫一個使用靜態庫中函數的頭文件。
??(4).使用靜態庫時，在源碼中包含對應頭文件，鏈接是記得鏈接自己的庫。

?2.3 生成靜態庫

[wbyq@wbyq shared]$ ar t ./lib/libmyfile2.a  #查看靜態庫信息
my_cat.o
my_cp.o
my_du.o
[wbyq@wbyq shared]$ gcc main.c -L./lib -lmyfile2 -o app -Iinclude #調用靜態

3.gcc編譯器常用選項

?3.1 gcc基本用法

??使用 gcc編譯器的時候，我們必須給出一系列必要的調用參數和文件名稱。 GCC 編譯器的調用參數大約有100 多個，這里只介紹其中最基本、最常用的參數。
??gcc 最基本用法：gcc [參數] [文件名稱]

3.2 常用參數

-c 只編譯：不鏈接成為可執行文件，編譯器只是由輸入的.c 等源代碼文件生成.o 為后綴的目標文件，通常用于編譯不包含主程序的子程序文件。
-o output_filename：確定輸出文件的名稱為 output_filename，同時這個名稱不能和源文件同名。如果不給出這個選項， gcc 就給出預設的可執行文件 a.out。
-g：產生符號調試工具(GNU 的 gdb)所必要的符號信息，要想對源代碼進行調試，我們就必須加入這個選項。
-O：對程序進行優化編譯、鏈接，采用這個選項，整個源代碼會在編譯、鏈接過程中進行優化處理，這樣產生的可執行文件的執行效率可以提高，但是，編譯、鏈接的速度就相應地要慢一些。
-O2：比-O 更好的優化編譯、鏈接，當然整個編譯、鏈接過程會更慢。
-E：僅執行編譯預處理；
-S：將 C 代碼轉換為匯編代碼；

3.3 編譯時指定庫文件和頭文件路徑

-L：指定動態庫路徑(可以指定多個路徑)。
示例： gcc test.c -o app -L/usr/lib -L ./lib
?-I：指定頭文件存放的路徑(可以指定多個路徑)。
示例： gcc test.c -I ./ -I /include
?-l：指定庫名稱(可以指定多個路徑)。
示例： gcc test.c -l my_test -l func

4.linux下采用dlopen調用動態庫

4.1 dlopen調用動態庫意義

為了使程序方便擴展，具備通用性，可以采用插件形式。采用異步事件驅動模型，保證主程序邏輯不變，將各個業務已動態鏈接庫的形式加載進來，這就是所謂的插件。 linux 提供了加載和處理動態鏈接庫的系統調用，非常方便。
生成動態庫：gcc -fPIC -shared libxxx.so -o xxx.c

?4.2 dlopen系列函數介紹

#include 
void *dlopen(const char *filename, int flags);
函數功能：打開動態庫
形參：filename --動態庫路徑+名字 例：./lib/libmyfile.so
???flags --RTLD_LAZY使用時解析(暫緩解析)
???RTLD_NOW --立刻解析
返回值： handle --成功返回庫引用信息，失敗返回NULL

int dlclose(void *handle);
函數功能：關閉動態庫
形參：handle --dlopen函數返回值

void *dlsym(void handle, const charsymbol);
函數功能：符號解析
形參：handle --dlopen函數返回值
???symbol --要解析的符號
返回值：成功返回符號地址，
????失敗返回NULL

char *dlerror(void); //打印錯誤信息

?4.3函數解析示例

#include "./include/my_file.h"
#include 
#include 
int main()
{
    int (*p)(const char *);//定義一個函數指針

    /*打開動態庫*/
    void *handle=dlopen("./lib/libmyfile.so",RTLD_LAZY);
    if(handle==NULL)
    {
        printf("動態庫解析失敗%s\n",dlerror());//打印錯誤信息
        return 0;
    }
    /*符號解析*/
    p=dlsym(handle,"my_cat");
    int res=p("main.c");
    printf("res=%d\n",res);

    p=dlsym(handle,"my_du");
    p("main.c");
    //typedef unsigned int u32;
    typedef int (*my_cp)(const char *,const char *);//my_cp表示函數指針類型
    my_cp test;//定義函數指針變量
    test=dlsym(handle,"my_cp");
    test("main.c","test.c");

    dlclose(handle);//關閉動態庫
}

?4.4變量解析示例

#include "./include/my_file.h"
#include 
#include 
int main()
{
    int (*p)(const char *);//定義一個函數指針
    /*打開動態庫*/
    void *handle=dlopen("./lib/libmyfile.so",RTLD_LAZY);
    if(handle==NULL)
    {
        printf("動態庫解析失敗%s\n",dlerror());//打印錯誤信息
        return 0;
    }
    /*符號解析*/
    p=dlsym(handle,"my_du");
    p("main.c");
    printf("-----------------------------------\n");
    /*解析變量*/
    int *p2;
    p2=dlsym(handle,"data");
    printf("*p2=%d\n",*p2);
    *p2=300;
    p("main.c");
    dlclose(handle);//關閉動態庫
}

審核編輯：湯梓紅