为什么要进行动态链接

清疚 2023-07-12 08:58 0阅读 0赞

## 为什么要进行动态链接 ##

静态链接使得不同的程序开发者能够相对独立地开发和测试自己的程序和模块，从某种意义上来讲大大促进了程序开发的效率，但是慢慢静态链接的诸多缺点就暴露出来，比如浪费内存和磁盘空间、模块更新困难等等

#### 空间浪费 ####

特别是在多进程操作系统情况下，静态链接极大地浪费内存空间，想象一下每个程序内部都保留着printf、scanf等等这样的公用库函数，还有更多的其他库函数。在现在的Linux系统中，一个普通程序会使用到的c语言静态库至少在1MB以上，当有很多个程序运行的时候，这个大小就很可观了。

### 发布和维护 ###

空间浪费是静态链接的一个问题，另一个问题是静态链接对程序的更新、部署和发布也会带来很多的麻烦。

#### 动态链接 ####

要解决空间浪费和更新困难者两个问题最简单的方法就是把程序的模块相互分割开，形成独立的文件，而不将他们静态地连接到一起。也就是不对安歇组成程序的目标文件进行连接，等到程序要运行时才进行连接。

就是把链接这个过程推迟到运行时再进行，这就是动态链接。

在内存中共享一个目标文件的好处不仅仅是节省内存，它还可以减少物理页面的换入换出，也可以增加CPU缓存命中率，因为不同进程间的数据和指令访问都几种在了同一个共享模块上。

动态链接还有一个特点就是程序在运行时可以动态地选择加载各种程序模块，这个优点就是制作程序插件。

动态链接还可以加强程序的兼容性，一个程序在不同的平台运行时可以动态地连接到由操作系统提供的动态链接库，这些动态链接库相当于程序和操作系统之间增加了一个中间层，从而消除了程序对不同平台之间的依赖的差异性。

## 基本实现 ##

动态链接涉及到运行时的链接及多个文件的装载，必须要有操作系统的支持，因为动态链接的情况下，进程的虚拟地址空间的分布会比静态链接情况下更为复杂，还有一些存储管理、内存共享、进程线程等机制在动态链接下也有一些微妙的变化。

在Linux系统中，ELF动态链接文件被称为动态共享对象，简称共享对象，它们一般都以.so为扩展名的一些文件；而在Windows系统中，动态链接文件称为动态链接库，就是我们常见的以.dll为扩展的文件。

常用的C语言库的运行库文glibc，它的动态链接形式的版本保存在/lib目录下，文件名叫做lib.so。整个系统值保留一份C语言库的动态链接文件libc.so，而所有的C语言编写的、动态链接的程序都可以在运行时使用它。当程序被装载的时候，系统的动态链接器会将程序所需要的所有动态链接库（最基本的就是libc.so）装载到进程的地址空间，并且将程序中所有未决议的符号绑定到相应的动态链接库中，并进行重定位工作。

程序与libc.so之间的真正的链接工作由动态链接器完成，而不是由静态链接器ld完成。也就是将链接这个过程从本来程序装载前被推迟到了装载的时，虽然在性能上有一些损失，但是对动态链接的过程可以进行优化，比如延迟绑定技术，可以使得动态链接的性能损失尽可能减小。