静态库和动态库的使用与区别

引文

库文件是计算机上的一类文件，可以理解为一种代码仓库，提供给使用者一些可以直接使用的变量、函数或类。

库文件分为两类：

静态库：在链接阶段，会将汇编生成的目标文件.o与引用到的库一起链接打包到可执行文件中。因此对应的链接方式称为静态链接。
动态库：动态库在程序编译时并不会被连接到目标代码中，而是在程序运行是才被载入。不同的应用程序如果调用相同的库，那么在内存里只需要有一份该共享库的实例，规避了空间浪费问题。

1. 静态库

1.1 静态库的制作

命名规则：
- Linux：libxxx.a
  - lib：前缀，固定
  - xxx：库的名称，自起
  - .a：后缀，固定
- Windows：libxxx.lib
静态的制作
- gcc 获得 .o 文件
- 将 .o 文件打包，使用 ar（archive）工具

命令：ar rcs libxxx.a xxx.o xxx.o

eg: arc rcs libsuanshu.a sub.o add.o mult.o div.o

1.2 静态库的使用

ydh@ubuntu:~/static_lib$ gcc main.c -o dest -I include/ -l calc -L lib/

解释如下:

-I include/：生成目标文件所需头文件路径

-l calc：调用的库的名称

-L lib/：调用的库的路径

注：调用静态库依旧需要附带头文件，比如上述例子中的静态库calc包含了add.o、sub.o、mult.o、div.o的函数体，但是我们依旧需要头文件 head.h 来告诉我们有哪些函数。

head.h 的内容如下：

#ifndef _HEAD_H
#define _HEAD_H// 加法
int add(int a, int b);
// 减法
int subtract(int a, int b);
// 乘法
int multiply(int a, int b);
// 除法
double divide(int a, int b);#endif

2. 动态库

2.1 动态库的制作

命名规则
- Linux：libxxx.so
  - lib：前缀，固定
  - xxx：库的名称，自定
  - .so ：后缀，固定
- Windows：libxxx.dll
动态库的制作
- gcc 得到和位置无关的代码
```
gcc -c -fpic/-fPIC a.c b.c
```
- gcc 得到动态库
```
gcc -shared a.o b.o -o libcalc.so
```

2.2 动态库的使用

报错原因：动态库是程序运行期间动态加载到程序中的，当找不到依赖的文件时报错

此时，可以通过 ldd（list dynamic dependencies）命令查看动态库依赖关系

2.3 动态库加载失败的解决方法

既然上述问题是因为无法找到动态（共享）库的位置，那我们如何定位动态库呢？

当系统加载可执行代码时，能够知道其所依赖的库的名字，但是还需要知道绝对路径。此时就需要系统的动态载入器来获取该绝对路径。对于elf格式的可执行程序，是由ld-linux.so来完成的，它先后搜索elf文件的DT_RPATH段–>环境变量LD_LIBRARY_PATH–>/etc/ld.so.cache文件列表–>/lib/,/usr/lib目录找到库文件后将其载入内存。

方式一：直接在终端进行配置。这种配置方式只在当前终端有效。
```
export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:动态库路径
```
注：$ 为取值，:为拼接，上述命令表示将原来的动态库路径加上新的动态库路径

方式二：用户级别的，修改 .bashrc 文件，并重启该文件配置

vim .bashrc     // 在文件的最后一行加上方式一的配置语句并退出（ESC + :wq）
. .bashrc       // 第一个点相当于source，即source bashrc

方式三：系统级别，修改 /etc/profile 文件，并重启该文件配置

vim /etc/profile    // 在文件的最后一行加上方式一的配置语句并退出（ESC + :wq）
. /etc/profile      // 第一个点相当于source，即source /etc/profile

3. 静态库与动态库的区别

静态库优缺点
- 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，移植方便
- 缺点
  - 消耗系统资源、浪费内存
  - 更新、部署、发布麻烦
动态库优缺点
- 优点
  - 可以实现进程间资源共享
  - 更新、部署、发布简单
  - 可以控制何时加载动态库
- 缺点
  - 加载速度比静态库慢
  - 发布时需要提供依赖的动态库

说明： 参考视频https://www.nowcoder.com/study/live/504