Linux中的库（静态库和动态库）详解

前言

介绍Linux库之前，首先介绍下分文件，在学习或者开发中，实现一个项目需要实现很多的功能，那么这些功能不可能在一个".c"文件下实现，需要多个".c"文件来共同实现,但是程序的入口只有一个，就体现了分文件编程的重要性，在主函数中调用其余的功能函数。

分文件编程的优点及意义就是：

• 分模块编程思想
• 功能责任划分清晰
• 方便调试
• 主程序简洁

比如我要实现一个加减乘除的demo，main主功能一个文件，function函数功能一个文件，如果代码量庞大，这样分开写，优点十分明显。

calculateMain.c主功能文件
#include <stdio.h>//头文件中，带箭头表明到/usr/include/或者/usr/local/include/去找这个头文件
#include "calculate.h"//带引号是自己写的头文件，优先去本目录下找，找不到再去include/找

int main(){
        int num1;
        int num2;
        int ret;
        float fret;
        printf("请输入第一个数\n");
        scanf("%d",&num1);
        printf("请输入第二个数\n");
        scanf("%d",&num2);
        printf("结果如下：\n");
        ret = add(num1,num2);
        printf("两数之和是:%d\n",ret);
        ret = subtract(num1,num2);
        printf("两数之差是:%d\n",ret);
        fret = divide(num1,num2);
        printf("两数之商是:%.3f\n",fret);
        ret = multiply(num1,num2);
        printf("两数之积是:%d\n",ret);
        return 0;
}

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calculateFunc.c函数功能文件
int add(int num1,int num2){
        return num1 + num2;
}
int subtract(int num1,int num2){
        return num1 - num2;
}
int divide(int num1,int num2){
        float ret;
        ret = num1/num2;
        return ret;
}
int multiply(int num1,int num2){
        return num1*num2;
}
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calculate.h函数声明文件

int add(int num1,int num2);
int subtract(int num1,int num2);
int divide(int num1,int num2);
int multiply(int num1,int num2);
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执行下面命令：

gcc calculateMain.c calculateFunc.c

生成a.out运行即可

这就是分文件编程的简单demo，当工程量大且复杂，分文件的优点就十分突出

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Linux库（静态库、共享库以及动态库）理论篇请参考这位博主：https://www.cnblogs.com/sunsky303/p/7731911.html

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Linux库

盗图：

库是一种可执行代码的二进制形式，可以被操作系统载入内存执行。就是将源代码转化为二进制格式的源代码，相当于进行了加密，别人可以使用库，但是看不到库中的内容。

用户需要同时具有头文件和库。

• 头文件（相当于说明书的作用，能够知道这个库能干嘛）
• 制作出来的库（具体的实现，存放.c、.cpp）

优缺点

静态库：
优点：

• 静态库被打包到应用程序中加载速度快
• 发布程序无需提供静态库，因为已经在app中，移植方便

缺点：

• 链接时完整地拷贝至可执行文件中，被多次使用就有多份冗余拷贝。
• 更新、部署、发布麻烦。

动态库：
优点：

• 链接时不复制，程序运行时由系统动态加载到内存，供程序调用，系统只加载一次，多个程序可以共用，节省内存。
• 程序升级简单，因为app里面没有库的源代码，升级之后只要库的名字不变，函数名以及参数不变，只是实现做了优化，就能加载成功。

缺点：

• 加载速度比静态库慢
• 发布程序需要提供依赖的动态库

静态库

静态函数库，在程序执行前（编译）就加入到目标程序中去了，那么到底怎么制作和使用呢？

静态库的制作

静态库的制作格式xxxx.a

gcc calculateFunc.c -c //生成xxx.o文件

ar rcs libcalFunc.a calculateFunc.o //xxx.o文件生成xxx.a静态库文件
静态库文件前面最好是加上lib

静态库的使用

gcc calculateMain.c -lcalFunc -L ./ -o staticFunc

-lcalFunc : -l是制定要用的动态库，库名砍头去尾(比如我原先的库名是libcalFunc.a，去掉lib和.a)
-L告诉gcc编译器从-L制定的路径去找静态库。默认是从/usr/lib /usr/local/lib去找

具体如图所示：

这里面的所有文件都是前言中所使用的文件。。。。。

动态库

动态函数库，是在程序执行时动态（临时）由目标程序去调用，看看怎么使用吧。。。

动态库的制作

gcc -shared -fpic calculateFunc.c -o libcalcu.so

-shared 指定生成动态库
-fpic 是标准格式，fPIC 选项作用于编译阶段,在生成目标文件时就得使用该选项,以生成位置无关的代码。

动态库的使用

动态库的使用其实和静态库是一样的语法，但是区别在怎么引用动态库，怎么指定动态库的位置

假如我们输入正确的指令：

gcc calculateMain.c -lcalcu -L ./ -o dynamicFunc

结果发现
找不到指定位置的动态库

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指定动态库位置

一般来说有三种解决方法：

• 方法一：在配置文件/etc/ld.so.conf中指定动态库搜索路径。
  vi /etc/ld.so.conf
  添加 lib目录
  ldconfig
• 方法二：通过环境变量LD_LIBRARY_PATH指定动态库搜索路径。

export LD_LIBRARY_PATH=”LD_LIBRARY_PATH:/opt/”

• 方法三：在编译目标代码时指定该程序的动态库搜索路径。
  还可以在编译目标代码时指定程序的动态库搜索路径。通过gcc 的参数”-Wl,-rpath,”指定

比较常用的是方法二，这里介绍下：
和Windows里面的环境变量一样，只不过这里是命令的方法显示，输入export 命令，会显示所有的环境变量：

这里我们只需要将我们当前开发目录地址引入环境变量即可

命令：

export LD_LIBRARY_PATH=“/home/pi/test” //查看当前地址pwd

这样就将工作目录地址添加到环境变量了，执行就没有问题了。。

但是这样只能限制在当前会话，克隆一个或者开另一个会话就失效了
像这样，我克隆了一个会话，error了。

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可以写一个.sh脚本，可以实现跨会话编辑。

start.sh脚本

export LD_LIBRARY_PATH="/home/pi/test"


./dynamicFunc

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然后赋予脚本权限

chmod +x start.sh

tips:

chmod +x 是将文件状态改为可执行，而chmod 777 是改变文件读写权限。

运行./start.sh

补充

两个动态库函数重名问题
应用程序a(a.c)，动态库liba.so(liba.h, liba.c)，libb.so，均实现了func()

gcc -la -lb a.c

则调用的是liba.so中的函数实现

gcc -lb -la a.c

则调用的是libb.so中的函数实现