C++静态库和动态库

静态库与动态库

首先简单介绍一下gcc 指令

ubuntu 下安装gcc g++ 方法

sudo apt install gcc g++

gcc 的简单使用

建立hello.c 源文件

gcc hello.c => 生成a.out

gcc hello.c -o hello => 生成hello

./a.out | ./hello 运行

编译步骤

1. 预处理 生成.i 文件
2. 编译 生成.s 文件
3. 生成目标文件 .o
4. 链接各个.o 文件生成可执行文件

gcc常用参数选项

gcc编译选项	选项的意义
-E	预处理指定的源文件，不进行编译
-S	编译指定的源文件，不进行汇编
-c	编译、汇编指定的源文件，不进行链接
-o	指定生成文件名字
-I directory	指定 include 包含文件的搜索目录
-g	编译时，生成调试信息，该程序可以被调试器调试
-D	在程序编译的时候，指定一个宏 如打开DEBUG -D DEBUG
-w	不生成任何警告信息
-Wall	生成所有警告信息
-O [123]	n的取值范围：0~3。编译器的优化选项的4个级别，-O0表示没有优化，-O1为缺省值，-O3优化级别最高
-l	在程序编译的时候，指定使用的库
-L	指定编译的时候，搜索的库的路径。
-fPIC/fpic	生成与位置无关的代码
-shared	生成共享目标文件。通常用在建立共享库时
-std	指定编译标准 如-std=c++1z或-std=gnu++17或-std=c++17

静态库

• Linux 静态库
  • libxxx.a
    • lib 前缀
    • xxx 库的名字
    • .a 后缀
• Windows 静态库
  • libxxx.lib

静态库的制作

1. 生成 .o 文件

   gcc xxx.c xxx.c xxx.c -c

2. 使用ar 打包
   1. ar rcs
   2. -r 替换
   3. -c 创建
   4. -s 索引

   ar rcs libxxx.a xxx.o xxx.o xxx.o

静态库的使用

引入头文件与需要的静态库libxxx.a （头文件中声明了静态库的接口，libxxx.a为接口的实现）

gcc main.c -o app -I ./include/ -L 静态库路径 -l 静态库名字

• -L 静态库路径
• -l 静态库名字 为libxxx.a 中的xxx

动态库/共享库

• Linux 动态库
  • libxxx.so
    • lib 前缀
    • xxx 库的名字
    • .so 后缀
• Windows 动态库
  • libxxx.dll

动态库制作

1. 生成 .o 文件 （与位置无关）

   gcc -c xxx.c xxx.c xxx.c -c -fpic
   
   -fpic/-fPIC 使用相对地址记录代码位置

2. gcc -shared xxx.o xxx.o xxx.o -o libcxxx.so

动态库使用

引入头文件与需要的动态库libxxx.so 头文件中声明了静态库的接口，libxxx.a为接口的实现）

$ gcc main.c -o app -I ./include/ -L 动态库路径 -l 动态库名字

工作原理

• 静态库在程序编译时会链接到目标代码中，程序运行时不再需要静态库，体积较大。每次编译都需要载入静态代码，内存开销大。
• 动态库在程序运行时才被载入，程序运行时需要动态库存在，体积较小。系统只需载入一次动态库，不同程序可以得到内存中相同的动态副本，内存开销小。

解决动态库找不到的问题:

第一种: 将动态库的绝对路径添加到 LD_LIBRARY_PATH 中

1. 测试时候使用的, 终端关闭, 设置失效:
   
   在当前终端中执行: export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/库的路径
2. 长久设置, 将export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/库的路径 写到配置文件中

• 用户: ~/.bashrc

添加: export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/库的路径

• 系统: /etc/profile

添加: export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/库的路径

• 添加完成执行命令, 使修改生效:

. ~/.bashrc

. /etc/profile

source /etc/profile

. 相当于 source

第二种: 在 /etc/ld.so.cache 添加动态库路径

1. 打开文件: /etc/ld.so.conf
2. 将.so文件路径的目录添加到/etc/ld.so.conf, 更新: sudo ldconfig
3. /etc/ld.so.conf的作用：记录了程序加载运行期间查找动态链接库时的路径。

静态库与动态库的区别

静态库特点总结：

静态库对函数库的链接是放在编译时期完成的。

程序在运行时与函数库再无瓜葛，移植方便。

浪费空间和资源，所有相关的目标文件与牵涉到的函数库被链接合成一个可执行文件

动态态库特点总结：

动态库把对一些库函数的链接载入推迟到程序运行的时期。

可以实现进程之间的资源共享。

程序升级变得简单。(只修改需要升级部分，静态库则需要整个重新编译)