C++57个入门知识点_番外4_静态链接与动态链接中LIB和DLL的区别与使用

在Qt 5.9 C++开发指南_创建和使用静态链接库和Qt 5.9 C++开发指南_创建和使用共享库中我们介绍了Qt中创建使用静态链接和动态链接库的方法，本篇是对具体的库文件和使用方法做一个通用的介绍，相互之间互为参考。

1. 两种LIB文件介绍

• 动态链接中的LIB包含了函数所在的DLL文件和文件中函数位置的信息（入口），代码由运行时加载在进程空间中的DLL提供，称为动态链接库dynamic link library。
• 静态链接中的LIB包含函数代码本身，在编译时直接将代码加入程序当中，称为静态链接库static link library。

2. 关于lib和dll的区别

（1）lib是编译时用到的，dll是运行时用到的。如果要完成源代码的编译，只需要lib；如果要使动态链接的程序运行起来，只需要dll。

（2）如果有dll文件，那么lib一般是一些索引信息，记录了dll中函数的入口和位置，dll中是函数的具体内容；如果只有lib文件，那么这个lib文件是静态编译出来的，索引和实现都在其中。使用静态编译的lib文件，在运行程序时不需要再挂动态库，缺点是导致应用程序比较大，而且失去了动态库的灵活性，发布新版本时要发布新的应用程序才行。

（3）动态链接的情况下，有两个文件：一个是LIB文件，一个是DLL文件。LIB包含被DLL导出的函数名称和位置，DLL包含实际的函数和数据，应用程序使用LIB文件链接到DLL文件。在应用程序的可执行文件中，存放的不是被调用的函数代码，而是DLL中相应函数代码的地址，从而节省了内存资源。DLL和LIB文件必须随应用程序一起发行，否则应用程序会产生错误。如果不想用lib文件或者没有lib文件，可以用WIN32 API函数LoadLibrary、GetProcAddress装载。

3. 库文件的链接使用方法

3.1 两种链接方式

• 静态链接使用静态链接库，链接器从静态链接库LIB获取所有被引用函数，并将库同代码一起放到可执行文件中。
• 动态链接使用动态链接库，允许可执行模块（.dll文件或.exe文件）仅包含在运行时定位DLL函数的可执行代码所需的信息。

3.2 静态链接和动态链接需要使用到的文件

3.2.1 静态链接时需要用到的两个文件

（1）.h头文件，包含lib中说明输出的类或符号原型或数据结构。应用程序调用lib时，需要将该文件包含入应用程序的源文件中。

（2）.LIB文件，略。

3.2.2 动态链接时需要用到的三个文件

（1）.h头文件，包含dll中说明输出的类或符号原型或数据结构的.h文件。应用程序调用dll时，需要将该文件包含入应用程序的源文件中。

（2）.LIB文件，是dll在编译、链接成功之后生成的文件，作用是当其他应用程序调用dll时，需要将该文件引入应用程序，否则产生错误。如果不想用lib文件或者没有lib文件，可以用WIN32 API函数LoadLibrary、GetProcAddress装载。

（3）.dll文件，真正的可执行文件，开发成功后的应用程序在发布时，只需要有.exe文件和.dll文件，并不需要.lib文件和.h头文件。

.h .lib .dll三者的关系是：

• H文件作用是:声明函数接口

• DLL文件作用是: 函数可执行代码

• LIB文件的作用: 当我们在自己的程序中引用了一个H文件里的函数,编链器怎么知道该调用哪个DLL文件呢?这就是LIB文件的作用: 告诉链接器 调用的函数在哪个DLL中，函数执行代码在DLL中的什么位置 ，这也就是为什么需要附加依赖项 .LIB文件，它起到桥梁的作用。如果生成静态库文件，则没有DLL ，只有lib，这时函数可执行代码部分也在lib文件中

3.3 静态链接和动态链接方法

3.3.1 静态链接的方法

静态lib中，一个lib文件实际上是任意个obj文件的集合，obj文件是cpp文件编译生成的。在编译这种静态库工程时，根本不会遇到链接错误；即使有错，也只会在使用这个lib的EXT文件或者DLL工程里暴露出来。
在VC中新建一个static library类型的工程Lib，加入test.cpp文件和test.h文件（头文件内包括函数声明），然后编译，就生成了Lib.lib文件。

别的工程要使用这个lib有两种方式：
（1）在project->link->Object/Library Module中加入Lib.lib文件（先查询工程目录，再查询系统Lib目录）；或者在源代码中加入指令#pragma comment(lib, “Lib.lib”)。
（2）或者将Lib.lib拷入工程所在目录，或者执行文件生成的目录，或者系统Lib目录中。
（3）加入相应的头文件test.h。

3.3.2 动态链接的方法

使用动态链接中的lib，不是obj文件的集合，即里面不会有实际的实现，它只是提供动态链接到DLL所需要的信息，这种lib可以在编译一个DLL工程时由编译器生成。
创建DLL工程的方法（略）。

（1）隐式链接
第一种方法是：通过project->link->Object/Library Module中加入.lib文件（或者在源代码中加入指令#pragma comment(lib, “Lib.lib”)），并将.dll文件置入工程所在目录，然后添加对应的.h头文件。

#include "stdafx.h"
#include "DLLSample.h"

#pragma comment(lib, "DLLSample.lib")    //你也可以在项目属性中设置库的链接

int main()
{
        TestDLL(123);   //dll中的函数，在DllSample.h中声明
        return(1);
}

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（2）显式链接
需要函数指针和WIN32 API函数LoadLibrary、GetProcAddress装载，使用这种载入方法，不需要.lib文件和.h头文件，只需要.dll文件即可（将.dll文件置入工程目录中）。

#include 
#include          //使用函数和某些特殊变量
typedef void (*DLLFunc)(int);
int main()
{
        DLLFunc dllFunc;
        HINSTANCE hInstLibrary = LoadLibrary("DLLSample.dll");

        if (hInstLibrary == NULL)
        {
          FreeLibrary(hInstLibrary);
        }
        dllFunc = (DLLFunc)GetProcAddress(hInstLibrary, "TestDLL");
        if (dllFunc == NULL)
        {
          FreeLibrary(hInstLibrary);
        }
        dllFunc(123);
        std::cin.get();
        FreeLibrary(hInstLibrary);
        return(1);
}

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LoadLibrary函数利用一个名称作为参数，获得DLL的实例（HINSTANCE类型是实例的句柄），通常调用该函数后需要查看一下函数返回是否成功，如果不成功则返回NULL（句柄无效），此时调用函数FreeLibrary释放DLL获得的内存。
GetProcAddress函数利用DLL的句柄和函数的名称作为参数，返回相应的函数指针，同时必须使用强转；判断函数指针是否为NULL，如果是则调用函数FreeLibrary释放DLL获得的内存。此后，可以使用函数指针来调用实际的函数。
最后要记得使用FreeLibrary函数释放内存。

注意：应用程序如何找到DLL文件？
使用LoadLibrary显式链接，那么在函数的参数中可以指定DLL文件的完整路径；如果不指定路径，或者进行隐式链接，Windows将遵循下面的搜索顺序来定位DLL：
（1）包含EXE文件的目录
（2）工程目录
（3）Windows系统目录
（4）Windows目录
（5）列在Path环境变量中的一系列目录

4. 动态链接和静态链接区别

• 静态连接就是把 (lib) ⽂件中被⽤到的函数代码直接链接进⽬标程序，程序运⾏的时候不再需要其它的库⽂件；动态链接就是把调⽤的函数所在⽂件模块（DLL）和调⽤函数在⽂件中的位置等信息链接进⽬标程序，程序运⾏的时候再从 DLL 中寻找相应函数代码，因此需要相应DLL ⽂件的⽀持。
• 静态链接库与动态链接库都是共享代码的⽅式，如果采⽤静态链接库，则⽆论你愿不愿意， lib中的指令都全部被直接包含在最终⽣成的 EXE ⽂件中了。但是若使⽤ DLL，该 DLL 不必被包含在最终 EXE ⽂件中， EXE ⽂件执⾏时可以“动态”地引⽤和卸载这个与 EXE 独⽴的 DLL ⽂件。
• 静态链接库中不能再包含其他的动态链接库或者静态库，⽽在动态链接库中还可以再包含其他的动态或静态链接库。
• 动态库就是在需要调⽤其中的函数时，根据函数映射表找到该函数然后调⼊堆栈执⾏。如果在当前⼯程中有多处对dll⽂件中同⼀个函数的调⽤，那么执⾏时，这个函数只会留下⼀份拷⻉。但如果有多处对 lib ⽂件中同⼀个函数的调⽤，那么执⾏时该函数将在当前程序的执⾏空间⾥留下多份拷⻉，⽽且是⼀处调⽤就产⽣⼀份拷⻉。