【Linux】静态库和共享库一分钟快速上手

逃离我推掉我的手 2024-02-21 10:42 50阅读 0赞

#### Linux ####

*  前言
 *  对比
 *  创建静态库
 *  动态库

## 前言 ##

程序库，对于程序原来说是非常重要的。但不少人对其不太了解，接下来一起学习其中的奥秘吧！  
简单来说，程序库可以分为静态库和共享库。它们包含了数据和执行代码的文件。其不能单独执行，可以作为其他执行程序的一部分来完成某些功能。库的存在，可以使得程序模块化，可以加快程序的再编译，可以实现代码的重用，可以使得程序便于升级

## 对比 ##

静态库是指在程序运行前就已经加入到执行代码中，成为执行程序的一部分。程序会把静态库加载到自己的内存当中，比如在Linux环境下，编译产生多个a.out，那么相当于每个a.out里面都会存有静态库的内存，从而大大削减了程序的运行时间，但是增加了空间大小，另外静态库更新比较麻烦，一般不做推荐

所以静态库适用于对空间要求比较低，对时间要求比较高的核心程序中

而相比共享库（动态库），是在执行程序启动时加载到执行程序中。它是这几个a.out用到库的时候一起去调用库文件，被多个执行程序共享使用。因此时间上效率就会下降，虽然节省了空间，但是耗费了时间。另外动态库是独立的，便于维护更新

所以动态库一般用在对时间要求低的，对空间要求高的设备上。

## 创建静态库 ##

首先创建几个.cpp文件  
创建两个cpp文件

[bsk@localhost linux_system]$ touch sum.cpp
    [bsk@localhost linux_system]$ ls
    sum.cpp
    [bsk@localhost linux_system]$ vi sum.cpp 
    [bsk@localhost linux_system]$ ls
    sum.cpp
    bsk@localhost linux_system]$ touch div1.cpp
    [bsk@localhost linux_system]$ cd d
    bash: cd: d: No such file or directory
    [bsk@localhost linux_system]$ vi div1.cpp

两个文件内容如下：

2 int sum(int a, int b)                                                                                                                                                                                          
      3 {
        
      4 return a+b;
      5 }

2 int div1(int a, int b)                                                                                                                                                                                          
      3 {
        
      4 return a/b;
      5 }

然后将.cpp文件生成 .o文件

[bsk@localhost linux_system]$ g++ -c sum.cpp -o sum.o
    [bsk@localhost linux_system]$ ls
    div1.cpp  sum.cpp  sum.o
    [bsk@localhost linux_system]$ g++ -c div1.cpp -o div.o

再使用ar工具制作静态库

[bsk@localhost linux_system]$ ar rcs libmymath.a sum.o div.o
    [bsk@localhost linux_system]$ ls
    div1.cpp  div.o  libmymath.a  sum.cpp  sum.o

再编写主函数test.cpp

1 #include<iostream>
      2 using namespace std;
      3 int div1(int a,int b);
      4 int sum(int a, int b); 
                                                                                                                                                                                              
      5 int main()
      6 {
        
      7 int a = 10;
      8 int b = 2;
      9 cout<<"a+b= " <<sum(a,b)<<endl;
     10 cout<<"a/b= " <<div1(a,b)<<endl;
     11 return 0;
     12 }

编译静态库到可执行文件中

[bsk@localhost linux_system]$ g++  libmymath.a test.cpp  -o a.out

即可运行a.out

[bsk@localhost linux_system]$ ls
    a.out  div1.cpp  div.o  libmymath.a  sum.cpp  sum.o  test.cpp
    [bsk@localhost linux_system]$ ./a.out 
    a+b= 12
    a/b= 5

其实上面这种方法有一点漏洞，就是头文件没有单独写出来

` #ifndef _MYMATH_H_                                                                 
      2 #define _MAMATH_H_
      3 int div1(int a,int b);
      4 int sum(int a, int b);
      5  
      6 #endif
    ~                 `

把头文件单独写出来，再在test.cpp中引用头文件即可。

可以再创建 lib 和inc 两个目录，然后把他们分别放进去

[bsk@localhost linux_system]$ mkdir inc
    [bsk@localhost linux_system]$ mkdir lib
    [bsk@localhost linux_system]$ mv *.h inc/
    [bsk@localhost linux_system]$ mv *.a lib

即可运行

[bsk@localhost linux_system]$ g++ test.cpp  ./lib/libmymath.a  -o a.outy -I ./inc/
    [bsk@localhost linux_system]$ ls
    a.out  a.outy  div1.cpp  div.o  inc  lib  sum.cpp  sum.o  test.cpp  -Wall
    [bsk@localhost linux_system]$ ./a.outy
    a+b= 12
    a/b= 5

## 动态库 ##

将.cpp文件生成 .o文件（要生成与位置无关的代码 -fPIC）

[bsk@localhost sourse]$ g++ -c sum.cpp  -o sum.o -fPIC
    [bsk@localhost sourse]$ g++ -c div1.cpp  -o div1.o -fPIC
    [bsk@localhost sourse]$ ls
    div1.cpp  div1.o  sum.cpp  sum.o
    [bsk@localhost sourse]$

使用g++ -shared 制作动态库  
g++ -shared -o lib库名.so sum.o div1.o

[bsk@localhost sourse]$ g++ -shared -o libmymath.so sum.o div1.o
    [bsk@localhost sourse]$ ls
    div1.cpp  div1.o  libmymath.so  sum.cpp  sum.o
    [bsk@localhost sourse]$

编译可执行文件时，指定所使用的动态库  
\-l 指定库名 -L 指定库路径

[bsk@localhost dynamiclib]$ g++ test.cpp  -o a.out -l mymath -L ./lib -I./inc
    [bsk@localhost dynamiclib]$ ls
    a.out  inc  lib  sourse  test.cpp
    [bsk@localhost dynamiclib]$ ./a.out 
    ./a.out: error while loading shared libraries: libmymath.so: cannot open shared object file: No such file or directory
    [bsk@localhost dynamiclib]$

如上所示竟然出错了，为什么呢？  
首先先来了解一下链接器和动态链接器，  
链接器： 工作于链接阶段，工作时需要 -l 和 -L  
动态链接器：工作于程序运行阶段，工作时需要提供动态库所在目录位置。  
所以这个错误就是动态链接库因为找不到库文件，从而报错。  
那我们应该如何去解决呢？

1.  方法一：通过环境变量（临时生效）

方法也很简单，就是修改一下环境变量·  
即LD\_LIBRARY\_PATH = 动态库路径。

[bsk@localhost dynamiclib]$ export LD_LIBRARY_PATH=./lib
    [bsk@localhost dynamiclib]$ ./a.out 
    a+b= 12
    a/b= 5

export的意思是让环境变量设定的值生效。

但是当我们关闭终端后，再重新打开一个终端（新进程），再运行的话，就会又报错，因为·我们设置的环境变量只能在当前进程中生效，所以要想它永久生效的话，就要修改配置文件了。

1.  方法二：永久生效，写入终端配置文件（建议使用绝对路径）

[bsk@localhost ~]$ vi ~/.bashrc //修改配置文件
    //进入后写入 export LD_LIBRARY_PATH=./lib
    [bsk@localhost ~]$ . .bashrc 
    //重新·运行一下

即可永久生效

[bsk@localhost dynamiclib]$ ./a.out 
    a+b= 12
    a/b= 5

但是还有一点缺点，就是当我们的/lib是相对命令，如果我们的文件相对于这个lib的路径发生改变了，所以就会又报错。所以一般我们就要使用绝对路径。  
摒弃以上做法：

1.  方法三：拷贝法（不推荐）

我们还可以把libmymath.os文件（自定义动态库）拷贝到系统根目录lib下（标准c库所在目录位置）  
即可生效  
但是此种方法也有一个缺点，就是它修改的系统级的目录，在系统中添加了自己的文件，不可靠，所以也不推荐使用

1.  方法四：配置文件法

其实，我们还可以通过修改配置文件法：  
首先： sudo vi /etc/ld.so.conf  
然后写入 动态库的绝对路径，保存退出。  
再重新运行，使配置文件生效  
sudo ldconfig -v  
此后再./a.out就可以永久成功啦

libmymath.so
    [bsk@localhost lib]$ pwd
    /home/bsk/test1/linux_system/dynamiclib/lib
    [bsk@localhost lib]$ vi /etc/ld.so.conf
    
    [bsk@localhost lib]$ sudo vi /etc/ld.so.conf
    [sudo] password for bsk: 
    [bsk@localhost lib]$ sudo ldconfig -v
    .......
    
    [bsk@localhost dynamiclib]$ ./a.out 
    a+b= 12
    a/b= 5