【C语言进阶剖析】20、链接过程简介_这点性能损失用来换取程序在-优快云博客

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1 问题提出

工程中的每个 C 语言源文件被编译后生成目标文件，这些目标文件如何生成最终的可执行程序？

链接器的作用就来了，链接器的主要作用是把各个模块之间相互引用的部分处理好，使得各个模块之间能够正确的衔接。
在这里插入图片描述
链接分为静态链接和动态链接，我们分别讲解

2 静态链接

由链接器在链接时将库的内容直接加入到可执行程序中，最终的可执行文件和中间文件没有关系了，可单独运行
在这里插入图片描述
Linux 下静态库的创建和使用

编译静态库源码：gcc -c lib.c -o lib.o
生成静态库文件：ar -q lib.a lib.o
使用静态库编译：gcc main.c lib.a -o main.out

// 20-1.c
#include<stdio.h>
extern char* name();
extern int add(int a, int b);
int main()
{
    printf("Name: %s\n", name());
    printf("Result: %d\n", add(2, 3));
    return 0;
}

// slib.c
char* name()
{
    return "Static Lib";
}
int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

在这里插入图片描述

ar 指令就是一个打包指令，将所有的静态链接库打包。
编译完成后，20-1 是一个可执行文件，该文件不依赖一其他文件，可单独执行，删除所有的中间文件对可行性文件的执行没有影响。

3 动态链接

可执行程序在运行时才动态加载库进行链接（从链接阶段推迟到运行阶段）
库的内容不会进入可执行程序当中

在这里插入图片描述
linux 下动态库的创建和使用

编译动态库源码：gcc -shared dlib.c -o dlib.so
使用动态库编译：gcc main.c -ldl -o main.out
关键系统调用
1. dlopen：打开动态库文件
2. dlsym：查找动态库中的函数并返回调用地址
3. dlclose：关闭动态库文件

下面就看一个实际的例子：

// 20-2.c
#include<stdio.h>
#include<dlfcn.h>
int main()
{
    void* pdlib = dlopen("./dlib.so", RTLD_LAZY);	// 打开动态库文件
    char* (*pname)();						// 函数指针
    int (*padd)(int, int);					// 函数指针
    if (pdlib != NULL)
    {
        pname = dlsym(pdlib, "name");		// 查找动态库中的函数名为 name 的函数并返回调用地址
        padd = dlsym(pdlib, "add");			// 查找动态库中的函数名为 add 的函数并返回调用地址
        if (pname != NULL && padd != NULL)
        {
            printf("Name: %s\n", pname());
            printf("Result: %d\n", padd(2, 3));
        }
        dlclose(pdlib);
    }
    else
    {
        printf("Cannot open lib ...\n");
    }
    return 0;
}

// dlib.c
char* name()
{
    return "dynamic lib";
}
int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

在这里插入图片描述
如果我们删除库文件 dlib.so，再次编译，当然运行的时候找不到动态链接库。

静态链接和动态链接各有优缺点：

静态链接缺点：

浪费空间，因为每个可执行程序中对所有需要的目标文件都要有一份副本，所以如果多个程序对同一个目标文件都有依赖，如多个程序中都调用了printf()函数，则这多个程序中都含有printf.o，所以同一个目标文件都在内存存在多个副本；
更新比较困难，因为每当库函数的代码修改了，这个时候就需要重新进行编译链接形成可执行程序。

静态链接优点：