Linux初阶——动静态库

一、静态库（格式：libxxx.a）

1. 原理

• 在运行之前就已经把函数的实现代码拷进 main.c 文件里了，因此静态库的权限是没有可执行权限的，因为根本不会执行到静态库里的内容。
• 静态库的创建原理本质上就是把所有的函数源文件编译成 *.o 文件后，再把所有的 *.o 文件合成一个库，而这个库就是静态库。

2. 创建

在 makefile 中可这样创建：

lib=libmylib.a$(lib):add.oar -rc $@ $^
add.o:add.cgcc -c $^.PHONY:clean
clean:rm -rf *.o *.a a.out mylib.PHONY:output
output:mkdir -p mylib/includemkdir -p mylib/libsmv *.h mylib/includemv *.a mylib/libs

3. 使用

a. 头文件 & 库的区别

• 头文件是以 .h 结尾的文件
• 库是以 .a 结尾的文件

b. 命令（gcc -I -L l...）

// 假如要对 /lib/libmylib.a 进行静态连接
gcc -I <头文件的路径> -L <静态库的路径> -lmylib

补充：因为 libmylib 只有静态库的版本，因此 gcc 编译时只能编成静态库。换句话说，如果同时有 libmylib.a 和 libmylib.so 两个版本的库，gcc 编译时会选择 libmylib.so ，编成动态库。

二、动态库（共享库）（格式：libxxx.so）

1. 原理

在程序运行时会把代码（函数的实现）加载进内存中，然后再调整页表的映射关系，使其虚拟地址在进程地址空间的共享区中。然后调用函数时程序会直接跳转到共享区执行函数。

2. 创建

在 makefile 中可这样创建：

lib=libmylib.so$(lib):add.ogcc -shared -o $@ $^
add.o:add.cgcc -fPIC -c $^.PHONY:clean
clean:rm -rf *.o *.so a.out mylib.PHONY:output
output:mkdir -p mylib/includemkdir -p mylib/libsmv *.h mylib/includemv *.so mylib/libs

3. 使用

// 假如要对 /lib/libmylib.so 进行静态连接
gcc -I <头文件的路径> -L <动态库的路径> -lmylib

4. 优势

因为动态链接的库可以实现多进程共享，因此可以减少内存的使用。

5. 动态库如何从磁盘加载到内存？

（1）动态库如何载入内存？

当程序运行到需要调用动态库的代码时，如果动态库此时并没有载入内存，那么操作系统就会把动态库载入内存；然后修改页表的映射关系；而对于进程地址空间，动态库的代码也会载入进程地址空间的共享区；然后进程就可以访问动态库的代码啦～

如果动态库已经在内存里了，那就直接向当前进程的页表添加映射关系；然后动态库的代码载入该进程的共享区；然后进程就可以访问动态库的代码啦～

（2）进程如何访问动态库的代码？（通过相对地址）

由于共享区可能有多个动态库，因此动态库的起始地址是不确定的，因此如果一个动态库的代码载入共享区，那么这些代码一定不会用绝对地址来编址。取而代之的是，动态库的代码会采用相对地址编址，然后再加上载入共享区后获得的绝对起始地址（设起始地址的值为 start），那么进程可以通过 start + 相对地址 的方式访问该动态库的代码。

6. 解决动态库加载问题

• 把库放到程序搜索库的默认文件里，如 /lib64
• 把库与程序搜索库的默认文件建立软连接，如 mylib -> /lib64
• 把自己的库路径添加到环境变量 LD_LIBRARY_PATH 中
• 在 /etc/ld.so.conf.d 中建立自己的配置文件，然后重新 ldconfig 即可（永久有效）