用gcc生成静态库和动态库

一、静态库和动态库知识储备

函数库分为静态库与动态库：静态库与动态库的不同点在于代码被载入的时间不同。

• 静态库的代码在编译过程中已被载入可执行程序，因此体积较大。
• 动态库实在可执行程序运行时载入的，在编译过程中简单引用，因此体积代码较小。
• 区别：前者是编译链接，后者是程序运行时载入。

二、hello实例使用库

1、准备过程

step1：编辑生成的例子程序hello.h、hello.c和main.c。

（1）创建一个作业目录，以保存本次练习的文件。

（2）用vim文本编辑器生成需要的三个文件。

程序1：hello.h

程序2：hello.c

程序3：main.c

step2：将hello.c编译成.o文件。

（1）键入如下命令得到hello.o文件。

（2）运行ls命令看是否生成hello.o文件。

2、静态库的使用

step1：由.o文件创建静态库。

（1）在系统提示符下键入命令将创建静态库文件libmyhello.a。

（2）ls命令结果有libmyhello.a。

step2：在程序中使用静态库。

1、程序中使用静态库

方法一： $ gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

注意：自定义库时，main.c还可以放在-L.和-lmyhello之间，但不能放在它俩之后，否则会提示myhello没有定义。
  -L.:表示连接的库在当前目录。

方法二：$ gcc main.c libmyhello.a -o hello

方法三：
1、先生成main.o：
$ gcc -c main.c
2、再生成可执行文件：
$ gcc -o hello main.o libmyhello.a

2、验证静态库特点
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。

总结：发现程序任然正常运行，静态库中的公用函数已经连接到目标文件中了，表明程序运行跟静态库没有联系。由此可见，静态库是在程序编译过程中已经被载入到代码中。

3、动态库的使用

step1：由.o文件创建动态库文件。

在系统提示符下键入以下命令得到动态库文件libmyhello.so。

注意：-o不可以少

使用ls命令看看动态库文件是否生成。

step2：在程序中使用动态库。

1、先运行gcc命令生成目标文件，再看运行结果。

gcc -o hello main.c -L. -lmyhello

2、显示结果有错，找不到动态库文件libmyhello.so。

解决办法：mv libmyhello.so /usr/lib
注意：.so 后面有空格

同样出现错误如下：

解决办法：因受权限的影响，应该引入root用户。具体操作如下：

3、再次执行上述操作，得到如下结果：

4、静态库和动态库的选择

思考：当我们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，所以当静态库和动态库同名时，gcc命令会使用哪个库文件？

1、删除.c和.h外所有的文件，恢复到我们刚刚编译完举例程序的状态。
执行如下命令：

$ rm -f hello hello.o /usr/lib/libmyhello.so
$ ls

注意：hello.o后面需有空格

显示结果如下：

解决办法：改变为超级管理员root ，输入命令su root。

2、再来创建静态库文件libmyhello.a和动态库文件libmyhello.so。

输入如下命令：

$ gcc -c hello.c
$ ar -cr libmyhello.a hello.o
$ gcc -shared -fPIC -o libmyhello.so hello.o
$ ls

3、通过上述可见，静态库文件libmyhello.a和动态库文件libmyhello.so都已经生成，并在目录中。然后运行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

结果如下：

原因分析：从程序hello运行的结果很容易知道，当静态库和动态库同名时，gcc命令将优先使用动态库，默认去连/usr/lib和/lib等目录中的动态库，将文件libmyhello.so复制到目录/usr/lib中即可。

三、实例1使用库

具体操作可以参考上面的hello过程。

1、准备工作

1.1、先创建作业目录，保存本次练习的文件。

1.2、代码

A1.c

A2.c

A.h

test.c

2、静态库.a文件的生成与使用

2.1、生成目标文件（xxx.o）

$ gcc -c A1.c A2.c

2.2、生成静态库.a文件

$ ar crv libafile.a A1.o A2.o

2.3、使用.a库文件，创建可执行程序

注意：执行此操作，需满足.a文件与.c文件保存在同一目录，即当前目录下

$ gcc -o test test.c libafile.a
$ ./test

具体操作如下：

3、共享库.so文件的生成与使用

3.1、生成目标文件（xxx.o）

注意：此处生成的.o文件必须添加“-fpic”（小模式，代码少），否则在生成.so文件时会出错。

$ gcc -c -fpic A1.c A2.c

3.2、生成共享库.so文件

$ gcc -shared *.o -o libsofile.so

3.3、使用.so库文件，创建可执行程序

$ gcc -o test test.c libsofile.so
$ ./test

具体操作如下：

出现如下错误：

运行ldd test，查看链接情况：

发现确实找不到对应的.so文件。

原因分析：由于Linux自身系统的相应设置原因，即其只能在/lib and /usr/lib路径下搜索对应的.so文件，故需将对应的.so文件拷贝到对应路径。

改善操作：

$ sudo cp libsofile.so /usr/lib
$ ./test

具体操作如下图所示：

补充：同时可以直接使用gcc -o test test.c -L. -lname
来使用相应的库文件.
-L：表示在当前目录下，可以自行定义路径path，即可以使用Lpath即可。
-lname：name：即对应库文件的名字（lib除外），即若使用libafile.a，则name为afile；若要使用libsofile.so，则name为sofile）

四、实例2使用库

1、代码

sub1.c

sub2.c

sub.h

main.c

$ gcc -c sub1.c sub2.c

2、静态库

$ ar crv libsub.a sub1.o sub2.o
$ gcc -o main main.c libsub.a

3、动态库

$ gcc -shared -fPIC libsub.so sub1.o sub2.o
$ gcc -o main main.c libsub.so

4、静态库与动态库的生成文件的比较

  静态库

  动态库

通过比较可以看出静态库比动态库小很多，生成的可执行文件大小也存在较小的差别。

五、总结

用三个实例让我更加理解了gcc生成静态库和动态库的步骤与方法，对gcc的静态库和动态库有了更加深入的理解。也通过最后对静态库和动态库的比较可以看出两者之间是存在差别。也明白了任何源代码都需要编译成.o文件，再由.o文件变为可执行文件。

六、参考资料

gcc生成静态库.a和动态库.so