Linux 静态库 和 动态库的使用

静态库

1、概念

静态库 是在可执行程序运行之前就已经加入到执行代码中，成为执行程序的一部分；静态库的后缀一般是 .a作为后缀。

2、创建静态库

创建一个静态库，或者是要将目标代码加入到已经存在的静态库中，可以使用如下命令：
ar rcs libxxx.a hello.o
ar 是GNU 归档工具，rcs 表示（replace and create）

3、应用程序中使用静态库

使用gcc 的 -l 选项来指定静态库，使用 -L 选项来指定库文件的搜索路径。
样例
如果我们使用 目录/home/username/public 下 libabc.a 静态库，则需指定静态库的目录 -L/home/username/public (注意 -L 后面是没有空格的)，指定静态库 -labc。

注意：
因为linux的gcc 默认链接动态库，但动态库不存在时，才链接静态库，若是需要强制指定静态库需要指定选项 -static。

4、静态库链接时搜索路径顺序：

• ld回去找GCC命令中的参数-L
• 再去找GCC的环境变量LIBRARY_PATH
• 再找内定目录/lib /usr/lib /usr/local/lib 这是当初compiler gcc时写在程序内的动态链接时、执行时搜索路径顺序

共享库

1、概念

共享库 是在程序执行期间需要调用到共享库的时候才加载到内存里面，可以被多个程序共享使用；每个共享库都有三个文件名：real name、soname 和 linker name。

//real name
-rwxr-xr-x 1 root root  11511640  libavcodec.so.57.24.102
//soname
lrwxrwxrwx 1 root root   libavcodec.so.57 -> libavcodec.so.57.24.102
//linker name
lrwxrwxrwx 1 root root   libavcodec.so -> libavcodec.so.57.24.102

real name：真正的库文件，包含库文件的完整版本号
soname：符号链接的名字，只包含共享库的主版本号（主版本号相同，函数的接口是一致的）；因此应用程序的.dynamic段只记录共享库的soname，只要soname一致，这个共享库就可以用。
linker name：在编译链接时使用，gcc 的-L选项应该指定linker name所在目录

2、创建动态库

简单的创建动态库使用如下命令：
gcc -shared -fPIC abc.c -o libabc.so

3、加载共享库

链接路径
连接时找不到某一个函数，出现xxxxx undefined，应该就是连接时找不到相应的动态库，连接时动态库的路径如下：

• 默认路径是：/lib, /usr/lib/, /usr/local/lib
• -L: 指定连接时动态库的路径
• LD_LIBRARY_PATH：指定连接路径

运行路径
运行应用程序时出现 error while loading shared libraries，则是加载时找不到相应的动态库

• ELF可执行文件中动态段中DT_RPATH所指定的路径。这实际上是通过一种不算很常用，却比较实用的方法所设置的：编译目标代码时，可以对gcc加入链接参数-Wl,-rpath指定动态库搜索路径；
• 环境变量LD_LIBRARY_PATH指定的动态库搜索路径；
• /etc/ld.so.cache中所缓存的动态库路径（如果支持ld.so.cache的话）。这可以通过修改配置文件/etc/ld.so.conf中指定的动态库搜索路径来改变；
• 默认的动态库搜索路径/lib；
• 默认的动态库搜索路径/usr/lib。

样例

1、创建一个目录 calc

mkdir /home/username/calc

2、创建1个c文件和1个.h，实现加减乘除

文件 calc.c

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

int sub(int a, int b)
{
    return a-b;
}

int mul(int a, int b)
{
    return a*b;
}

int dive(int a, int b)
{
    return a/b;
}

calc.h

#ifndef CALC_H_
#define CALC_H_

int add(int a, int b);
int sub(int a, int b);
int dive(int a, int b);
int mul(int a, int b);

#endif

3、制作静态库

    gcc -c calc.c -o calc.o
    ar rcs libcalc.a calc.o

4、制作共享库

    gcc -c -fPIC calc.c
    gcc -shared -Wl,-soname,libcalc.so.1 -o libcalc.so.1.10 calc.o

5、设置共享库加载路径

• 打开共享库路径配置文件：sudo vi /etc/ld.so.conf
• 最后一行添加mycal路径：/home/username/calc
• 更新共享库加载路径：sudo ldconfig -v
• 此时可以看到自动创建出来了soname libcalc.so.1
• 手动添加link name：ln -s libcalc.so.1.10 libcalc.so

6、测试

编写测试文件main.c,分别去链接静态库和共享库，进行测试
文件 main.c

#include <stdio.h>
#include "common.h"
int main(void)
{
    printf("%d\n", add(5, 3));
    return 0;
}

链接动态库： gcc main.c -o main -Wl,-rpath=./ -lcalc