静态库与共享库

1.     静态库：

所有编译器都提供一种机制，将所有相关的目标文件模块儿打包成一个单独的文件，被称为静态库。它可以用作来连接器的输入，当连接器构造一个输入的可执行文件时，它只拷贝静态库里面被应用程序引用的模块儿。

   在unix系统中，静态库以存档（一组连接起来的可重定位目标文件的集合，有一个头部来描述成员目标文件的大小和位置）的文件格式存在于磁盘中。

  使用静态库的例子：

(1)addvec.c文件

void addvec(int *x,int *y,int *z,int n)

{

    inti;

    for(i= 0;i < n;i++)

           z[i]= x[i] + y[i];

}

(2)multvec.c文件:

void multvec(int *x,int *y,int *z,int n)

{

    inti;

    for(i= 0;i < n;i++)

           z[i]= x[i] * y[i];

}

(3)用vector.h文件声明两个函数的原型：

void addvec(int *x,int *y,int *z,int n);

void multvec(int *x,int *y,int *z,int n);

(4)用AR工具创建静态库libvector.a:

  gcc–c addvec.c multvec.c

  arrcs libvector.a addvec.o multvec.o

(5)main.c文件：

#include<stdio.h>

#include"vector.h"

 

int main()

{

 

       intx[2]={1,3};

       inty[2]={3,4};

       intz[2];

 

       addvec(x,y,z,2);

       printf("z=[%d %d]\n",z[0],z[1]);

       return0;

}

(6)编译运行：

gcc –O2 –c main.c

gcc –static –o p2 main.o ./libvector.a

    -static参数是告诉编译器驱动程序，连接器应该构建一个完全链接的可执行目标文件，它可以加载到存储器并运行，在加载时无需更进一步的来链接。

2：共享库:

   动态链接：共享库，在运行时，可以加载到任意的存储器地址，并和一个在存储器中的程序链接起来。(动态链接由动态连接器执行)

共享库也称为共享目标，在unix系统中用.so后缀表示，微软中使用共享库陈伟DLL（动态共享库）；

共享库的两种共享方式：（1）在任何系统中，对于一个库只有一个.so文件，所有引用该库的可执行目标文件共享这个.so文件中的代码和数据，而不是像静态库一样将引用的内容拷贝和嵌入到可执行程序中。（2）在存储器中，一个共享库的.text节的一个副本可以被不同的正在运行的进程共享。

共享库的加载时间：（1）在应用程序执行之前，也就是说在应用程序被加载的时候，动态加载器加载和链接任意共享库（2）应用程序在运行时要求动态加载器加载和链接任意共享库，而无须在编译时链接哪些库到应用中。（unix提供了一个接口，允许应用程序在运行时加载和链接共享库）

#include<dlfcn.h>

void*dlopen(const char * filename,int flag);

成功返回句柄的指针，失败返回NULL.

Flag参数：(1)RTLD_NOW:告诉连接器立即解析对外部符号的引用。(2)RTLD_LAZY:高速连接器推迟符号解析直到执行来自库中的代码。

#include<dlfcn.h>

void*dlsym(void *handle,char *symbol);

成功返回指向符号的指针，出错为NULL，第一参数是前面已经打开的共享库的句柄，第二个参数是一个符号的名字

#include<dlfcn.h>

Intdclose(void *handle);

成功返回0，出错返回-1，没有其他共享库正在使用这个共享库，dlclose函数就卸载该共享库

#include<dlfcn.h>

constchar *dlerror(void);

对于dlopen,dlsym,dlclose的调用失败，则返回出错信息，成功，则返回NULL

例子：

(1) 生成共享库:

 gcc –shared –fPIC –o libvector.so addvec.cmultvec.c

-fPIC：告诉编译器生成与位置无关的代码。

(2) main1.c文件：

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<dlfcn.h>

 

intx[2]={1,2};

inty[2]={3,4};

intz[2];

 

intmain()

{

     void *handle;

     void (*addvec)(int *,int *,int *,int);

     char *error;

 

     /*Dynamiically load shared library thatcontains addvec*/

     handle =dlopen("./libvector.so",RTLD_LAZY);

     if(!handle){

            fprintf(stderr,"%s\n",dlerror());

            exit(1);

     }

 

     /*Get a pointer to the addvec() function wejust loaded*/

     addvec = dlsym(handle,"addvec");

     if((error = dlerror()) != NULL){

            fprintf(stderr,"%s\n",error);

            exit(1);

     }

 

     /*Now we can call addvec() just like anyother function*/

     addvec(x,y,z,2);

     printf("z = [%d%d]\n",z[0],z[1]);

 

     /*Unload the shared library*/

     if(dlclose(handle) < 0){

            fprintf(stderr,"%s\n",dlerror());

            exit(1);

     }

}

(3) 运行编译：gcc –rdynamic –O2 p3 main1.c –ldl

–rdynamic参数，告诉编译器，对于符号解析而言，全局符号也可用。

 

注意：如gcc -0 p2 main1.c./libvector.a，创建一个p2的慕白哦文件。这个文件运行时可以和libvector.a链接。

创建可执行文件时，静态执行一些链接，程序加载时，动态完成链接过程。

加载器加载运行p2时，p2包含一个.interp节，这个节包含动态连接器的路径名。加载器并不是将控制交给应用程序，而是加载和运行动态连接器。

然后动态连接器完成重定位任务，再将控股之传递给应用程序。