• 作用

1. 分離編譯
2. 代碼重用

• 分類

0.前提(文件內(nèi)容)

• test.cpp

#include <iostream>
#include "test.h"
using namespace std;
void Func(int i){
    cout << __func__ << "(" << i << ")" << endl;
}

• test.h

#ifndef __TEST_H_
#define __TEST_H_
void Func(int i);
#endif

• main.cpp

#include "test.h"
int main(){
    Func();
    return 0;
}

1. 靜態(tài)庫的制作與使用

1.1 創(chuàng)建

• 編譯源文件

g++ -c -o test.o test.cpp

• 生成靜態(tài)庫

ar -rcs libtest.a test.o

• ar選項(xiàng)

tar和ar都是歸檔工具

• tar用于創(chuàng)建.tar歸檔文件。
• ar用于創(chuàng)建歸檔文件，并且為歸檔的目標(biāo)文件中的符號建立索引。

• 查看目標(biāo)文件的符號(symbol)信息

nm 目標(biāo)文件

目標(biāo)文件可以是.o、.a，也可以是可執(zhí)行文件。

1.2 使用

• 鏈接靜態(tài)庫

g++ -o main main.cpp -L. -ltest

或者

g++ -o main main.cpp ./libtest.a

注意：庫一定要放在命令行的末尾

• 測試

./main

• 結(jié)果

Func(100)

2. 共享庫的制作

2.1 創(chuàng)建

1. 編譯目標(biāo)文件

g++ -c -fPIC test.cpp -o test.o

2. 生成動態(tài)庫

g++ -shared test.o -o libtest.so

以上兩步可以合并為g++ -shared -fPIC -o libtest.so test.cpp

• 選項(xiàng)說明

每個共享函數(shù)庫都有個特殊的名字，稱作soname。soname名字命名必須以lib作為前綴，然后是函數(shù)庫的名字，然后是.so，最后是版本號信息。不過有個特例，就是非常底層的C庫函數(shù)都不是以lib開頭這樣命名的。

2.2 使用

1. 生成可執(zhí)行文件

g++ -o main main.cpp -L. -ltest

或者

g++ -o main main.cpp ./libtest.so

注意：庫一定要放在命令行的末尾

2. 測試
   指定動態(tài)鏈接庫位置

export LD_LIBRARY_PATH=動態(tài)鏈接庫位置

執(zhí)行

./main

3. 結(jié)果

Func(100)

關(guān)于動態(tài)鏈接庫的安裝路徑

• 如果安裝在/lib或者/usr/lib下，那么ld默認(rèn)能夠找到，無需其他操作。
• 如果安裝在其他目錄，需要將其添加到/etc/ld.so.cache文件中，步驟如下：
  編輯/etc/ld.so.conf文件，加入庫文件所在目錄的路徑
  運(yùn)行ldconfig ，該命令會重建/etc/ld.so.cache文件

當(dāng)靜態(tài)庫和動態(tài)庫同名時， gcc命令將優(yōu)先使用動態(tài)庫。

• 查看執(zhí)行文件鏈接的動態(tài)鏈接庫

ldd 可執(zhí)行文件

也可以查看動態(tài)鏈接庫所鏈接的其它動態(tài)庫。

3. 動態(tài)加載庫

3.1 創(chuàng)建

1. 修改test.h

#ifndef __TEST_H_
#define __TEST_H_

#ifdef __cpluscplus 
extern "C"  //C++
{  
#endif 

void Func(int i);

#ifdef __cpluscplus  
}
#endif 

#endif // __TEST_H_

• extern關(guān)鍵字：在一個項(xiàng)目中必須保證函數(shù)、變量、枚舉等在所有的源文件中保持一致，除非你指定定義為局部的。
  extern "C"指令中的C，表示的一種編譯和連接規(guī)約，而不是一種語言。C表示符合C語言的編譯和連接規(guī)約的任何語言
  extern "C"的真實(shí)目的是實(shí)現(xiàn)類C和C++的混合編程。在C++源文件中的語句前面加上extern "C"，表明它按照類C的編譯和連接規(guī)約來編譯和連接，而不是C++的編譯的連接規(guī)約。
• __cplusplus的值是為了表示C++的版本，目前不應(yīng)該依賴該宏的值。

2. 修改main.cpp

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <dlfcn.h>
using namespace std;
int main(){
    void *so_handle = dlopen("./libtest.so", RTLD_LAZY); // 加載.so文件
    if (!so_handle) {
        cerr << "Error: load so failed" << endl;
        exit(-1);
    }
    typedef void func_t(int);
    func_t *pFunc = (func_t *)dlsym(so_handle,"Func");
    char *err = dlerror();
    if (NULL != err) {
        cerr << "load Func err:" << err << endl;
        exit(-1);
    }
    pFunc(100);
    dlclose(so_handle); // 關(guān)閉so句柄
    return 0;
}

3. 重新編譯.so

g++ -shared -fPIC test.cpp -o libtest.so

3.2 使用

1. 重新編譯main.cpp

g++ -o main main.cpp -ldl

2. 執(zhí)行

.\main

3. 結(jié)果

Func(100)

3.3 動態(tài)庫(共享庫、動態(tài)加載庫)與靜態(tài)庫的區(qū)別

• 靜態(tài)庫在程序編譯時會被連接到目標(biāo)代碼中，程序運(yùn)行時將不再需要該靜態(tài)庫，因此體積較大。
• 動態(tài)庫在程序編譯時并不會被連接到目標(biāo)代碼中，而是在程序運(yùn)行是才被載入，因此在程序運(yùn)行時還需要動態(tài)庫存在，因此代碼體積較小。

3.4 動態(tài)加載與靜態(tài)加載的區(qū)別

• 動態(tài)加載

1. 靈活，可以在需要的時候進(jìn)行加載，在不需要的時候進(jìn)行卸載，這樣可以不必占用內(nèi)存。
2. 可以在沒有動態(tài)庫時候發(fā)現(xiàn)，而不致程序報(bào)錯。
3. 加載程序中有條件才運(yùn)行的庫。
4. 熱更新，在不停止程序的前提下進(jìn)行更新。
5. 復(fù)雜一些，需要顯示獲得函數(shù)地址。

• 靜態(tài)加載

1. 簡單方便
2. 沒有找到動態(tài)庫時，系統(tǒng)報(bào)錯
3. 加載運(yùn)行很久的庫

4. 總結(jié)

靜態(tài)庫、共享庫與動態(tài)庫編譯鏈接使用比較

靜態(tài)庫與動態(tài)庫Make file比較

5. 補(bǔ)充

使用動態(tài)庫的方法還有如下幾種

• 方法一：連接前，添加動態(tài)庫目錄到環(huán)境變量LD_RUN_PATH。

  export LD_RUN_PATH=動態(tài)庫目錄
  

• 方法二：編譯鏈接時，添加鏈接選項(xiàng)-Wl,-rpath -Wl,動態(tài)庫目錄

• 方法三：執(zhí)行前，添加動態(tài)庫目錄到環(huán)境變量LD_LIBRARY_PATH。

  export LD_LIBRARY_PATH=動態(tài)庫目錄
  

• 方法四：添加共享庫目錄/usr/local/lib到共享庫配置文件

  echo 動態(tài)庫目錄 >> /etc/ld.so.conf
  ldconfig
  

6. 參考

• C++靜態(tài)庫與動態(tài)庫
• 靜態(tài)鏈接庫、動態(tài)鏈接庫和動態(tài)加載庫
• clang生成靜態(tài)庫/動態(tài)庫