Linux 动态库(显式、隐式)加载以及应用

最新推荐文章于 2025-05-15 14:20:56 发布

大燕国平民

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分类专栏： Linux 文章标签： linux 嵌入式动态库

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Lin_LYFC/article/details/112978269

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本文深入探讨了Linux动态库在嵌入式系统中的重要作用，如何通过动态库实现灵活的功能组合以满足不同客户需求。动态库加载分为显式和隐式两种方式，前者在运行时加载，后者在编译时链接。动态库（.so文件）通过dlopen、dlsym等函数进行管理，而静态库（.a文件）则将代码编译进应用程序。动态库加载允许快速定制产品，减少了代码维护的复杂性。

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linux开发感受最深的莫过于linux的动态库加载了，仅仅凭借这一点这支撑起了公司的灵活多变的业务。一个嵌入式Linux系统粗略的可以划分为系统层和应用层；应用层中基本都是10个以上的App来支撑起一个功能完备的嵌入式产品，这么多代码维护起来必然是十分的麻烦的，而且增减或者定制功能是一个挑战，这个时候就不得不提及程序的模块化；这个时候动态库的好处就来了，例如一个动态库就代表一个功能，如果你需要该功能那么就将该动态库或者App打包（若有XML配置文件那么加一下）加到烧写包里面，都不需要修改代码。例如我一个产品，甲客户需要ABCD这4个功能点，乙客户需要ACDEG这个5个功能点，丙客户需要ABDFG这5个功能点，那么你只需要将ABCDEFG这个7个功能点封装成七个可以动态加载动态库就可以，之后不同的客户只需要将现有功能组合一下，再加上定制需求即可快速发布产品，因此动态库的加载需要细致的学习一下。

Linux动态库文件是以lib开头.so结尾的文件（例如libtest.so），可以被其他程序引用，调用其中所封装的方法或者结构。想要其中的定义的方法或者函数被外界调用，需要将指定的函数导入到符号表，将函数定义为 extern C 全局接口即可，不然在打包strip(strip主要用于剥离一些调试信息等，减小文件大小)时候就会丢失符号，导致无法被引用。参见文章动态库符号表。生成动态库使用编译器执行如下指令即可完成，例如将max.c 编译生成 libmax.so。

gcc -fPIC -shared -o libmax.so max.c

App程序在linux运行的时候会去环境变量 LD_LIBRARY_PATH 所包含的路径中查找动态库，动态库的加载主要有两种方式：

一、显式加载

显式加载，程序在运行的过程中执行加载动态库，主要由头文件 <dlfcn.h>中的动态库操作函数函数来管理，各个函数相关的功能可以具体看动态库加载函数文章。

#include <dlfcn.h>

void *dlopen(const char *filename, int flag);
char *dlerror(void);
void *dlsym(void *handle, const char *symbol);
int dlclose(void *handle);

一般用慢加载的方式调用dlsym取出动态库中的函数，将其赋值给一个函数指针以便调用。为了能方便的管理插件，一般将一个App的插件都打包成相同的函数名的接口，那么App只需要读取路径下的动态库数量，逐一取出并且调用初始化接口完成功能，这样增删插件都不用改动代码。

extern "C" {
    LoadPlus(AppClass *_app);
    Init();
    Schedule();
    Deinit();
}

例如我常用的接口如下，

LoadPlus(AppClass *_app); 完成插件的加载包括内存申请等操作，AppClass *_app是一个传入动态库的指针，用于回调原App的方法实现调用其他插件的功能或者调用App的功能。

Init(); 初始化操作申请资源等。

Schedule(); 放入一个线程中不断调用。

Deinit(); 退出App时调用一般用于释放插件申请的资源。

二、隐式加载

隐式加载就是在程序编译的时候就进行链接并且检查，直接在编译的时候加入编译的链接参数，例如你需要将libmax.so链接到test.c所生成可执行文件中，如下链接即可。

gcc -o test test.c -L. -lmax

一般隐式加载的动态库若未能找到会直接导致App程序崩溃，而显式加载的方式可以通过检查返回来规避。

这里顺便提一下静态库，静态库也就是以 .a结尾结尾的库，链接同动态库，静态库是将库中的代码全部都编译进App程序中。所以不需要将静态库放入到运行环境中。但是有一个问题们就是，相同的代码若是被调用次数过多那么必然导致，程序臃肿，而且每次修改静态库程序都要进行重新编译，带来了极大的不便利。