Linux静态库和共享库

Linux静态库和共享库

linux库学习笔记

一、什么是库

本质上来说库是一种可执行的二进制形式代码，可以被操作系统载入内存执行。由于windows和linux的本质不同，因此二者库的二进制是不兼容的，本文主要是针对linux系统下的库进行说明的。

二、库的种类

linux下的库有两种：静态库和共享库（动态库）。二者的不同点在于代码被载入的时刻不同。

•      静态库：在程序编译时会被连接到目标代码中，程序运行时将不再需要该静态库，因此体积较大。

•      共享库：在程序编译时并不会被连接到目标代码中，只是在生成的可执行程序中简单指定需要使用的库函数信息，而是在程序运行是才被载入，因此在程序运行时还需要动态库存在，因此代码体积较小。

三、库文件的命名规则

•      静态库: libxxxx.a，其中xxxx是该lib的名称

•      共享库: libxxxx.so.major.minor，xxxx是该lib的名称，major是主版本号，minor是副版本号

四、库存在的意义

库是别人写好的现有的，成熟的，可以复用的代码，你可以使用但要记得遵守许可协议。

现实中每个程序都要依赖很多基础的底层库，不可能每个人的代码都从零开始，因此库的存在意义非同寻常。

封装

版本管理

共享库的好处是，不同的应用程序如果调用相同的库，那么在内存里只需要有一份该共享库的实例。

五、库的创建与使用

    静态库的创建

Step1.由源文件编译生成一堆.o，每个.o里都包含这个编译单元的符号表

Step2.ar命令将很多.o转换成静态库，如

#ar crs libhello.a hello.o

    共享库的创建

Step1.由源文件编译生成一堆.o，每个.o里都包含这个编译单元的符号表

Step2. 由编译器加特定参数编译生成共享库，如

# gcc-shared -fPCI -o libhello.so hello.o

       库的使用

#gcc-o hello main.c -L. –lhello

五、动态库加载的问题

1.    拷贝动态库文件到/lib或/usr/lib去

2.    改变环境变量LD_LIBRARY_PATH

命令：#export LD_LIBRARY_PATH=/home/xxx/lib/

3.    在/etc/ld.so.conf添加库的路径，然后执行ldconfig命令生效

4.    在编译时指定库的搜索路径，-Wl,-rpath=/home/xxx/lib(应该是库在系统中的绝对路径)

5.    动态加载库

六、动态加载库接口

1.    dlopen

函数原型：void*dlopen(constchar *libname,int flag);

功能描述：dlopen必须在dlerror，dlsym和dlclose之前调用，表示要将库装载到内存，准备使用。

如果要装载的库依赖于其它库，必须首先装载依赖库。如果dlopen操作失败，返回NULL值；如果库已经被装载过，则dlopen会返回同样的句柄。

Libname：一般是库的全路径，这样dlopen会直接装载该文件；如果只是指定了库名称，在dlopen会按照下面的机制去搜寻：

a.    根据环境变量LD_LIBRARY_PATH查找

b.    根据/etc/ld.so.cache查找

c.    查找依次在/lib和/usr/lib目录查找。

Flag：表示处理未定义函数的方式，可以使用RTLD_LAZY或RTLD_NOW。

RTLD_LAZY：表示暂时不去处理未定义函数，先把库装载到内存，等用到没定义的函数再说；

RTLD_NOW：表示马上检查是否存在未定义的函数，若存在，则dlopen以失败告终。

2.    dlerror

函数原型：char*dlerror(void);

功能描述：dlerror可以获得最近一次dlopen,dlsym或dlclose操作的错误信息，返回NULL表示无错误。dlerror在返回错误信息的同时，也会清除错误信息。

3.    dlsym

函数原型：void*dlsym(void*handle,const char *symbol);

功能描述：在dlopen之后，库被装载到内存。dlsym可以获得指定函数(symbol)在内存中的位置(指针)。如果找不到指定函数，则dlsym会返回NULL值。但判断函数是否存在最好的方法是使用dlerror函数，

4.    dlclose

函数原型：int dlclose(void*);

功能描述：将已经装载的库句柄减一，如果句柄减至零，则该库会被卸载。如果存在析构函数，则在dlclose之后，析构函数会被调用。

七、与库相关的常用命令

1.    nm：用来列出目标文件的符号清单。

2.    ldd：显示可执行模块的dependency。

八、实例测试

①    编写源文件

hello.c

#include<stdio.h>

void sayhello() 

{

    printf("hello world \n");                                                                                                  

}

libtest.c

#include<stdio.h>                                                                                                            

int main(){

    sayhello();

    return 0;

}

②    编译生成目标文件（.o）

使用命令：$gcc –c -fPIC hello.c

$gcc –c -fPIC libtest.c

③    库文件生成与使用

1.    静态库

使用命令：$ar –crs libhelloa.a hello.o

2.    共享库

使用命令：$gcc -fPIC -shared -o libhellos.so hello.o

3.    编译目标文件

使用命令(使用静态库)：$ gcc -o libtesta libtest.o -L. –lhelloa

使用命令(使用共享库)：$ gcc -L. -lhello -Wl,-rpath=./ -o libtestslibtest.o

④    結果

$./libtesta

$ helloworld

$./libtests

$ helloworld

使用命令ldd查看依赖，结果如下：

动态加载库实例

①    编写源文件

dlibtest.c

#include<stdio.h>

#include<dlfcn.h>

int main(int argc,char **argv){                                                                                                 

       void *handle;

       int (*func)(void);

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

       if(!handle){

              printf("load lib error\n");

              return 1;

       }

       func = (int (*)(void))dlsym(handle, "sayhello");

       if (func == NULL)

       {

              printf("Load symbol myfunction fail, %s\n", dlerror());

              return 2;

       }

       func();

       dlfclose(handle);

       return 0;

}

②    编译

使用命令：$ gcc-o dlibtest dlibtest.c -ldl

③    結果

$./dlibtest

$ helloworld