linux 静态库和动态库的使用
来源:互联网 发布:怎样做数据饼状图 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 10:52
我们在实际编程工作中肯定会遇到这种情况:有几个项目里有一些函数模块的功能相同,实现代码也相同,也是我们所说的重复代码。每个项目里都有重复的模块,造成代码重复,代码的重用性不好。
为了保持设计的一致性,库文件就是对公共代码的一种组织形式。其要点就是把公共的(也就是可以被多次复用的)目标代码从项目中分离出来,统一存放到库文件中,
项目要用到这些代码的时候,在编译或者运行的时候从库文件中取得目标代码即可。库文件又分两种:静态库和动态库。
一、静态库与动态库
如果程序是在编译时加载库文件的,就是使用了静态库。换句话说,如果是使用静态库,则静态库代码在编译时就拷贝到了程序的代码段,程序的体积会膨胀。静态库的原则是“以空间换时间”,增加程序体积,减少运行时间;库的升级不方便
如果是在运行时加载目标代码,就成为动态库。如果使用动态库,则程序中只保留库文件的名字和函数名,在运行时去查找库文件和函数体,程序的体积基本变化不大。动态库则是“以时间换空间”,增加了运行时间,但减少了程序本身的体积。库的升级方便(程序不需要重新编译)
二、静态库的编写和使用
1、概述
静态库文件的扩展名一般为.a,其编写步骤很简单。
(1)编写函数代码(eg. vi mylib.c)
(2)编译生成各目标文件(eg . cc -c mylib.c 生成mylib.o文件)
(3)用ar文件对目标文件归档,生成静态库文件。(eg. ar crs libmylib.a mylib.o 生成libmylib.a文件)
注意用ar命令归档,格式为ar -rc <生成的档案文件名> <.o文件名列表>
提醒,归档文件名一定要以lib打头, .a结尾。
note
在gcc 的-L参数后加上库文件所在目录
在gcc 的-l参数后加上库文件名,但是要去掉lib和.a扩展名。
三、动态库的编写
1、概述
动态库一般以.so结尾,就是shared object的意思.
使用方式分为两种: 隐式调用和显示调用
隐式调用类似于静态库的使用,但需修改动态链接库的配置文件/etc/ld.so.conf;
显示调用则是在主程序里使用dlopen、dlsym、dlerror、dlclose等系统函数。
2、编写最简单的动态库文件(eg mylib.c)
gcc -fpic -shared -o libmylib.so mylib.c
此时就生成一个libmylib.so文件
4、动态库的隐式调用
隐式调用的含义是代码里不出现库文件名,就是说这个代码和调用静态库的代码是类似的。
(1)、编写测试文件
(2)、编译测试程序,与静态库类似,要把头文件的路径加到-I参数里面
gcc -I/root/exercise -o main.o -c main.c
现在生成了一个main.o文件
(3)、连接生成测试程序
gcc -o main -L/root/exercise main.o -ltest
现在生成了一个main文件
(4)、执行测试程序
./main
此时出现提示
./main: error while loading shared libraries: libtest.so: cannot open shared object file: No such file or directory。
这个原因就是程序运行时并不知道动态库所在的路径,因此自然找不到,使动态库被系统共享的三种办法
(参考地址http://www.ccw.com.cn/htm/center/prog/02_3_13_3_2.asp)
1)拷贝动态链接库到系统共享目录下,或在系统共享目录下为该动态链接库
建立连接(硬连接或符号连接均可,常用符号连接).
这里说的系统共享目录,指的是LINUX动态链接库存放的目录,包括/lib , /usr/lib 以及/etc/ld.so.conf文件内所列的一系列目录.
实例:执行
# cp libmylib.so /lib
# ldconfig
或:
# ln -s `pwd`/libmylib.so /lib
# ldconfig
注意pwd前后有两个反引号`,其目的是取得pwd命令的输出,即当前目录.
此时再执行main,即可成功.
2)将动态链接库所在目录名追加到动态链接库配置文件/etc/ld.so.conf中.
# pwd >> /etc/ld.so.conf
# ldconfig
此时再执行main,即可成功.
3)利用动态链接库管理命令ldconfig,强制其搜索指定目录,并更新缓存文件,便于动态装入.
# ldconfig `pwd`
此时再执行main,即可成功.
要注意,第三种方法虽然有效,但效果是暂时的,供程序测试还可以,一旦再度运行ldconfig,
则缓存文件内容可能改变,所需的动态链接库可能不被系统共享了.
而且无论哪种办法,其实质都是用ldconfig命令把动态库文件
所在路径加入到系统库列表中,(前两种永久,第三种临时)
5、动态库的显式调用
显式调用的含义是代码出现库文件名,用户需要自己去
打开和管理库文件。其要点为:
⑴把dlfcn.h系统头文件包含进来
⑵用dlopen函数打开库文件,并指定打开方式
dllopen的的第一个参数为共享库的名称,将会在下面位置查找指定的共享库。
①环境变量LD_LIBRARY_PATH列出的用分号间隔的所有目录。
②文件/etc/ld.so.cache中找到的库的列表,由ldconfig命令刷新。
③目录usr/lib。
④目录/lib。
⑤当前目录。
第二个参数为打开共享库的方式。有两个取值
①RTLD_NOW:将共享库中的所有函数加载到内存
②RTLD_LAZY:会推后共享库中的函数的加载操作,直到调用dlsym()时方加载某函数
⑶用dlerror()函数测试是否打开成功,并进行错误处理;
⑷用dlsym获得函数地址,存放在一个函数指针中
⑸用获得的函数指针进行函数调用。
⑹程序结束时用dlclose关闭打开的动态库,防止资源泄露。
⑺用ldconfig工具把动态库的路径加到系统库列表中
编写动态库显式调用的测试文件
//main.c 测试动态库显式调用的程序
#include<dlfcn.h> //用于动态库管理的系统头文件
#include "myalib.h" //要把函数的头文件包含进来,否则编译时会报错
int main(int argc,char* argv[])
{
//声明对应的函数的函数指针
void (*pTest)();
//加载动态库
void *pdlHandle = dlopen("libtest.so", RTLD_LAZY);
//错误处理
if(pdlHandle == NULL ) {
printf("Failed load library\n");
return -1;
}
char* pszErr = dlerror();
if(pszErr != NULL)
{
printf("%s\n", pszErr);
return -1;
}
//获取函数的地址
pTest = dlsym(pdlHandle, "test");
pszErr = dlerror();
if(pszErr != NULL)
{
printf("%s\n", pszErr);
dlclose(pdlHandle);
return -1;
}
//实现函数调用
(*pTest)();
//程序结束时关闭动态库
dlclose(pdlHandle);
return 0;
}
2、编译测试文件 使用-ldl选项指明生成的对象模块需要使用共享库
gcc -o main -ldl main.c
执行完后就生成了一个main文件
3、执行测试程序
执行 ./main
输出
test
说明成功。
6、使用动态库时应注意的其他问题
(1)、无论是动态库的显式调用还是隐式调用,都需要用
ldconfig工具将动态库的路径加到系统库列表中,否则运行时会出错。
(2)、可以用ldd命令检查程序都使用到哪些共享库
ldd命令行用法如下:
ldd [--version] [-v|--verbose] [-d|--data-relocs] [-r|--function-relocs] [--help] FILE...
各选项说明如下:
1) --version : 此选项用于打印出ldd的版本号.
2) -v 或 --verbose : 此选项指示ldd输出关于所依赖的动态链接库的尽可能详细的信息.
3) -d 或 --data-relocs : 此选项执行重定位,并且显示不存在的函数.
4) -r 或 --function-relocs : 此选项执行数据对象与函数的重定位,同时报告不存在的对象.
5) --help : 此选项用于打印出ldd的帮助信息.
我们一般用-v选项.
现在看几个实例
⑴用静态库连接时的结果
#ldd main
libc.so.6 => /lib/tls/libc.so.6 (0xb74ad000)
/lib/ld-linux.so.2 => /lib/ld-linux.so.2 (0xb75eb000)
可见使用静态库时,由于库已经被编译成程序的一部分,因此ldd的输出中就只有用到的
系统库。
⑵用动态库隐式连接时的结果
libmylib.so => /root/exercise/libmylib.so (0xb75e2000)
libc.so.6 => /lib/tls/libc.so.6 (0xb74ab000)
/lib/ld-linux.so.2 => /lib/ld-linux.so.2 (0xb75eb000)
可见隐式使用动态库时,所有用到的动态库(包括系统和用户的)都会被显示出来。
⑶动态库显式连接时的结果
ldd main
libdl.so.2 => /lib/libdl.so.2 (0xb75e1000)
libc.so.6 => /lib/tls/libc.so.6 (0xb74aa000)
/lib/ld-linux.so.2 => /lib/ld-linux.so.2 (0xb75eb000)
可见显式使用动态库时,程序中不再保存运行时打开动态库的信息,只保留用到的系统库的信息.
这个与使用静态库时的输出是类似的.
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