Linux静态库和动态库区别

我们通常把一些公用函数制作成函数库，供其它程序使用。

 

　　函数库分为静态库和动态库两种。

 

　　静态库在程序编译时会被连接到目标代码中，程序运行时将不再需要该静态库。

 

　　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，因此在程序运行时还需要动态库存在。

 

　　本文主要通过举例来说明在Linux中如何创建静态库和动态库，以及使用它们。

 

　　在创建函数库前，我们先来准备举例用的源程序，并将函数库的源程序编译成.o文件。

 

　　第1步：编辑得到举例的程序--hello.h、hello.c和main.c;

 

　　hello.h(见程序1)为该函数库的头文件。

 

　　hello.c(见程序2)是函数库的源程序，其中包含公用函数hello，该函数将在屏幕上输出"Hello XXX!"。

 

　　main.c(见程序3)为测试库文件的主程序，在主程序中调用了公用函数hello。

 

　　程序1: hello.h

 

　　#ifndef HELLO_H

 

　　#define HELLO_H

 

　　void hello(const char *name);

 

　　#endif //HELLO_H

 

　　程序2: hello.c

 

　　#include 

 

　　void hello(const char *name)

 

　　{

 

　　printf("Hello %s!/n", name);

 

　　}

 

　　程序3: main.c

 

　　#include "hello.h"

 

　　int main()

 

　　{

 

　　hello("everyone");

 

　　return 0;

 

　　}

 

　　第2步：将hello.c编译成.o文件;

 

　　无论静态库，还是动态库，都是由.o文件创建的。因此，我们必须将源程序hello.c通过gcc先编译成.o文件。

 

　　在系统提示符下键入以下命令得到hello.o文件。

 

　　# gcc -c hello.c

 

　　#

 

　　(注1：本文不介绍各命令使用和其参数功能，若希望详细了解它们，请参考其他文档。)

 

　　(注2：首字符"#"是系统提示符，不需要键入，下文相同。)

 

　　我们运行ls命令看看是否生存了hello.o文件。

 

　　# ls

 

　　hello.c hello.h hello.o main.c

 

　　#

 

　　(注3：首字符不是"#"为系统运行结果，下文相同。)

 

　　在ls命令结果中，我们看到了hello.o文件，本步操作完成。

 

　　下面我们先来看看如何创建静态库，以及使用它。

 

　　第3步：由.o文件创建静态库;

 

　　静态库文件名的命名规范是以lib为前缀，紧接着跟静态库名，扩展名为.a。例如：我们将创建的静态库名为myhello，则静态库文件名就是libmyhello.a。在创建和使用静态库时，需要注意这点。创建静态库用ar命令。

 

　　在系统提示符下键入以下命令将创建静态库文件libmyhello.a。

 

　　# ar cr libmyhello.a hello.o

 

　　#

 

　　我们同样运行ls命令查看结果：

 

　　# ls

 

　　hello.c hello.h hello.o libmyhello.a main.c

 

　　#

 

　　ls命令结果中有libmyhello.a。

 

　　第4步：在程序中使用静态库;

 

　　静态库制作完了，如何使用它内部的函数呢？只需要在使用到这些公用函数的源程序中包含这些公用函数的原型声明，然后在用gcc命令生成目标文件时指明静态库名，gcc将会从静态库中将公用函数连接到目标文件中。注意，gcc会在静态库名前加上前缀lib，然后追加扩展名.a得到的静态库文件名来查找静态库文件。

 

　　在程序3:main.c中，我们包含了静态库的头文件hello.h，然后在主程序main中直接调用公用函数hello。下面先生成目标程序hello，然后运行hello程序看看结果如何。

 

　　# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

 

　　# ./hello

 

　　Hello everyone!

 

　　#

 

　　我们删除静态库文件试试公用函数hello是否真的连接到目标文件 hello中了。

 

　　# rm libmyhello.a

 

　　rm: remove regular file `libmyhello.a'? y

 

　　# ./hello

 

　　Hello everyone!

 

　　#

 

　　程序照常运行，静态库中的公用函数已经连接到目标文件中了。

 

　　我们继续看看如何在Linux中创建动态库。我们还是从.o文件开始。

 

　　第5步：由.o文件创建动态库文件;

 

　　动态库文件名命名规范和静态库文件名命名规范类似，也是在动态库名增加前缀lib，但其文件扩展名为.so。例如：我们将创建的动态库名为myhello，则动态库文件名就是libmyhello.so。用gcc来创建动态库。

 

　　在系统提示符下键入以下命令得到动态库文件libmyhello.so。

 

　　# gcc -shared -fPCI -o libmyhello.so hello.o

 

　　#

 

　　我们照样使用ls命令看看动态库文件是否生成。

 

　　# ls

 

　　hello.c hello.h hello.o libmyhello.so main.c

 

　　#

 

　　第6步：在程序中使用动态库;

 

　　在程序中使用动态库和使用静态库完全一样，也是在使用到这些公用函数的源程序中包含这些公用函数的原型声明，然后在用gcc命令生成目标文件时指明动态库名进行编译。我们先运行gcc命令生成目标文件，再运行它看看结果。

 

　　# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

 

　　# ./hello

 

　　./hello: error while loading shared libraries: libmyhello.so: cannot open shared object file: No such file or directory

 

　　#

 

　　哦!出错了。快看看错误提示，原来是找不到动态库文件libmyhello.so。程序在运行时，会在/usr/lib和/lib等目录中查找需要的动态库文件。若找到，则载入动态库，否则将提示类似上述错误而终止程序运行。我们将文件 libmyhello.so复制到目录/usr/lib中，再试试。

 

　　# mv libmyhello.so /usr/lib

 

　　# ./hello

 

　　Hello everyone!

 

　　#

 

　　成功了。这也进一步说明了动态库在程序运行时是需要的。

 

　　我们回过头看看，发现使用静态库和使用动态库编译成目标程序使用的gcc命令完全一样，那当静态库和动态库同名时，gcc命令会使用哪个库文件呢？抱着对问题必究到底的心情，来试试看。

 

　　先删除 除.c和.h外的 所有文件，恢复成我们刚刚编辑完举例程序状态。

 

　　# rm -f hello hello.o /usr/lib/libmyhello.so

 

　　# ls

 

　　hello.c hello.h main.c

 

　　#

 

　　在来创建静态库文件libmyhello.a和动态库文件libmyhello.so。

 

　　# gcc -c hello.c

 

　　# ar cr libmyhello.a hello.o

 

　　# gcc -shared -fPCI -o libmyhello.so hello.o

 

　　# ls

 

　　hello.c hello.h hello.o libmyhello.a libmyhello.so main.c

 

　　#

 

　　通过上述最后一条ls命令，可以发现静态库文件libmyhello.a和动态库文件libmyhello.so都已经生成，并都在当前目录中。然后，我们运行gcc命令来使用函数库myhello生成目标文件hello，并运行程序 hello。

 

　　# gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

 

　　# ./hello

 

　　./hello: error while loading shared libraries: libmyhello.so: cannot open shared object file: No such file or directory

 

　　#

 

　　从程序hello运行的结果中很容易知道，当静态库和动态库同名时， gcc命令将优先使用动态库。

通常情况下，对函数库的链接是放在编译时期（compile time）完成的。所有相关的对象文件（object file）与牵涉到的函数库（library）被链接合成一个可执行文件（executable file）。程序在运行时，与函数库再无瓜葛，因为所有需要的函数已拷贝到相应目录下下。所以这些函数库被成为静态库（static libaray），通常文件名为“libxxx.a”的形式。

其实，我们也可以把对一些库函数的链接载入推迟到程序运行的时期（runtime）。这就是动态链接库（dynamic link library）技术。

二、两者区别： 

a，静态库的使用需要： 

   1 包含一个对应的头文件告知编译器lib文件里面的具体内容 

   2 设置lib文件允许编译器去查找已经编译好的二进制代码 

b，动态库的使用： 

   程序运行时需要加载动态库，对动态库有依赖性，需要手动加入动态库 

c，依赖性：

   静态链接表示静态性，在编译链接之后， lib库中需要的资源已经在可执行程序中了， 也就是静态存在，没有依赖性了 

动态，就是实时性，在运行的时候载入需要的资源，那么必须在运行的时候提供 需要的 动态库，有依赖性， 运行时候没有找到库就不能运行了

d，区别： 

简单讲，静态库就是直接将需要的代码连接进可执行程序；动态库就是在需要调用其中的函数时，根据函数映射表找到该函数然后调入堆栈执行。 

做成静态库可执行文件本身比较大，但不必附带动态库 

做成动态库可执行文件本身比较小，但需要附带动态库 

链接静态库，编译的可执行文件比较大，当然可以用strip命令精简一下（如：strip libtest.a），但还是要比链接动态库的可执行文件大。程序运行时间速度稍微快一点。

静态库是程序运行的时候已经调入内存，不管有没有调用，都会在内存里头。静态库在程序编译时会被连接到目标代码中，程序运行时将不再需要该静态库。

其在编译程序时若链接,程序运行时会在系统指定的路径下搜索，然后导入内存，程序一般执行时间稍微长一点，但编译的可执行文件比较小；动态库是程序运行的时候需要调用的时候才装入内存，不需要的时候是不会装入内存的。

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，因此在程序运行时还需要动态库存在。

三、动态链接库的特点与优势

首先让我们来看一下，把库函数推迟到程序运行时期载入的好处：

1. 可以实现进程之间的资源共享。

什么概念呢？就是说，某个程序的在运行中要调用某个动态链接库函数的时候，操作系统首先会查看所有正在运行的程序，看在内存里是否已有此库函数的拷贝了。如果有，则让其共享那一个拷贝；只有没有才链接载入。这样的模式虽然会带来一些“动态链接”额外的开销，却大大的节省了系统的内存资源。C的标准库就是动态链接库，也就是说系统中所有运行的程序共享着同一个C标准库的代码段。

2. 将一些程序升级变得简单。用户只需要升级动态链接库，而无需重新编译链接其他原有的代码就可以完成整个程序的升级。Windows 就是一个很好的例子。

3. 甚至可以真正坐到链接载入完全由程序员在程序代码中控制。

程序员在编写程序的时候，可以明确的指明什么时候或者什么情况下，链接载入哪个动态链接库函数。你可以有一个相当大的软件，但每次运行的时候，由于不同的操作需求，只有一小部分程序被载入内存。所有的函数本着“有需求才调入”的原则，于是大大节省了系统资源。比如现在的软件通常都能打开若干种不同类型的文件，这些读写操作通常都用动态链接库来实现。在一次运行当中，一般只有一种类型的文件将会被打开。所以直到程序知道文件的类型以后再载入相应的读写函数，而不是一开始就将所有的读写函数都载入，然后才发觉在整个程序中根本没有用到它们。

静态库：在编译的时候加载生成目标文件，在运行时不用加载库，在运行时对库没有依赖性。 

动态库：在目标文件运行时加载，手动加载，且对库有依赖性。 

  具体在开发中用到哪种库，我觉得还是根据实际的内存大小，ROM大小，运行的速度等综合考虑。