C语言静态链接库和动态链接库讲解及制作使用

1. 引言

静态链接库和动态库均为函数库

函数库：不是C语言的一部分，是一些事先写好的函数的集合，给别人复用
就像scanf和printf函数一样，通过#include <stdio.h>，即可调用
早期并没有函数库，只是后来的程序员们通过整理把日常用的函数进行合并，形成一份完整的函数库，就是现在的标准函数库，例如：glibc

静态链接库：

• 函数库源代码经过只编译不链接形成的.o目标文件，然后通过ar工具将.o文件归档成.a静态链接库文件
• 商业公司通过发布.h头文件和.a静态链接库文件给用户使用
• 用户拿到.a和.h文件，通过.h文件得知函数库内的函数原型，然后在自己的.c文件中直接调用这些库函数
• 在链接形成可执行程序过程中：链接器会在.a文件中找到对应的.o文件
• 缺点：如果多个应用程序都使用了同一个静态库的库函数时，则会导致每个应用程序在生成可执行程序中，都各自复制了一份库函数的代码，这些应用程序如果同时运行，在系统内存中则会存在多个库函数的副本，很浪费内存

动态链接库（.so Shared Object共享库）

• 优点：不像静态链接库那样，拷贝库函数的代码到可执行程序中，而是在可执行程序需要调用到库函数的位置做了标记，当可执行程序运行到调用该库函数的位置，会自动将该动态库加载到内存，以后不管多少个应用程序同时运行，该库函数在内存中只有一份

2. 制作静态链接库

• mylib.c

#include <stdio.h>
int Max(int a, int b)
{
        return (a > b) ? a : b;
}

void PrintMaxNumber(int a, int b)
{
        printf("The max is %d.\n", Max(a, b));
}

• mylib.h

int Max(int a, int b);

void PrintMaxNumber(int a, int b);

• 将 mylib.c 编译为 mylib.o 目标文件

gcc -c mylib.c -o mylib.o

• 使用 ar 工具，将 mylib.o 目标文件打包为 libmylib.a 静态链接库文件

ar -rc libmylib.a mylib.o

3. 使用静态链接库

• test.c

#include <stdio.h>
#include "mylib.h"

int main()
{
        int a = 5;
        int b = 3;
        int max = Max(a, b);

        printf("The max number is %d.\n", max);

        PrintMaxNumber(a, b);
        return 0;
}

• 将 test.c 编译链接为可执行程序

gcc test.c -o test -lmylib -L.

• 运行 test 可执行程序，查看结果

[email protected]:~/Desktop$ ./test 
The max number is 5.
The max is 5.

4. 制作动态链接库

• 编译链接生成 mylib.o

gcc -c mylib.c -o mylib.o -fPIC

• 将 mylib.o 打包生成 libmylib.so 动态链接库文件

gcc -o libmylib.so mylib.o -shared

• 将 /Desktop 目录（因为我的libmylib.so就是在这个目录）加入到 LD_LIBRARY_PATH 动态链接库路径下

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/Desktop

5. 使用动态链接库

• 将 test.c 编译链接为 test 可执行程序

gcc test.c -o test -lmylib -L.

• 运行 test 可执行程序，得到运行结果

[email protected]:~/Desktop$ ./test 
The max number is 5.
The max is 5.

附录

功能	命令
nm libmylib.a	查看当前 .a 文件内都有哪些符号（函数名）
-lxxx	该命令为GCC编译链接的参数，指定链接时用到哪些函数库，xxx表示函数库的名称
lld test	查看可执行程序 test 使用到哪些共享库，以及这些共享库是否能被加载解析