理解链接之链接的基本概念

2018-12-28 本文已影响0人 Yonah潇

前言

我们知道，开发程序的基本流程是：设计-代码编写-编译-链接-执行

每一个步骤展开都是一个很大的课题，链接是一个被人忽略的课题，因为它并不是很复杂，相对于编译来说它还是比较简单的，但是并不代表它不重要。
现在编译链接的环节基本上由IDE帮助我们完成了，于是我们很少关注编译链接。虽然说不懂编译链接对开发程序并没有很大影响，但是如果要成为大牛，计算机底层的知识还是要掌握的。
编译的知识很多，不是几篇文章能说完的，推荐看《编译原理》。

这篇文章以及几篇相关的文章将参考《深入理解计算机系统》这本书，对链接作一些介绍。

链接的基本概念

链接(linking)就是将不同部分的代码和数据收集和组合成为一个单一文件的过程，这个文件可被加载或拷贝到内存并执行。

简单来说，就是把程序用到的所有源文件的目标文件合成一个可执行目标文件，是一个“多合一”的过程。

链接的执行时机包括：

编译时：源代码被翻译为机器码的时候。
加载时：程序被加载器加载到内存并执行的时候。
运行时：由应用程序执行。

在早期计算机系统中，链接是手动执行的。在现代计算机系统中，链接是由链接器自动执行的。

链接的意义

链接器在软件开发中扮演了关键的角色，它使得分离编译成为可能。我们不用将一个大小的应用程序组织成一个巨大的源文件，而是可以把它分解成为更小的，更好管理的模块，可以独立的修改和编译这些模块，最终由链接器链接成为一个可执行文件。

为什么要学习链接的知识

链接通常是由链接器处理的，不需要我们插手。但是这是在没有错误产生的情况下，一旦错误产生，不理解链接的工作过程和知识，我们就无法排除错误。以下列出学习链接的几个理由：

理解链接器将帮助你构造大型程序。构造大型程序的程序员经常会遇到由于缺少模块，库和不兼容库版本引起的链接器错误。除非你理解链接器是如何解析引用，什么是库，以及链接器是如何使用库来解析引用的，否则你无处着手处理错误。
理解链接器将帮助你避免一些危险的编程错误。默认情况下，乱用全局变量在链接时是不会产生警告的，这样的错误难以调试。理解链接器将让你知道原因，如何避免。
理解链接将帮助你理解语言的作用域规则是如何实现的。
理解链接将帮助你理解其他重要的系统概念。
理解链接将使你能够开发共享库。