【转】什么是lib,什么是dll,什么是.a,什么是.so,什么是静态库,什么是动态库

本文详细解析了静态库和动态库的工作原理及优缺点,阐述了它们在编译链接阶段的不同,以及如何影响程序的运行和维护。作者强调了深入理解库文件的重要性,尤其是在软件架构设计和移植过程中。

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https://www.cnblogs.com/general001/articles/3567446.html

所谓静态库,就是在静态编译时由编译器到指定目录寻找并且进行链接,一旦链接完成,最终的可执行程序中就包含了该库文件中的所有有用信息,包括代码段、数据段等。所谓动态库,就是在应用程序运行时,由操作系统根据应用程序的请求,动态到指定目录下寻找并装载入内存中,同时需要进行地址重定向。 win32平台下,静态库通常后缀为.lib,动态库为.dll linux平台下,静态库通常后缀为.a,动态库为.so 从本质上来说,由同一段程序编译出来的静态库和动态库,在功能上是没有区别的。不同之处仅仅在于其名字上,也就是“静态”和“动态”。 由上面的介绍不难看出,相对于动态库,静态库的优点在于直接被链接进可执行程序中,之后,该可执行程序就不再依赖于运行环境的设置了(当然仍然会依赖于 CPU指令集和操作系统支持的可执行文件格式等硬性限制)。而动态库的优点在于,用户甚至可以在程序运行时随时替换该动态库,这就构成了动态插件系统的基础。 具体使用静态库和动态库,由程序员根据需要自己决定。

另外,需要说明的一点是,从底层实现上,动态库的效率可能会比静态库稍差一点点,注意,这里用了“可能”二字,具体差不差,还得看写程序的人。之所以可能会差,主要原因在于,程序总无法直接调用动态库中的函数符号,而只能通过调用操作系统的runtime enviroment接口来动态载入某个函数符号,同时获得该函数符号在内存中的地址,将其保存为函数指针进行调用,这就在函数调用时增加了一次间接寻址的过程。

还是那句话,希望大家都能深入opencv源码库中去,不要仅仅满足于会调几个API,这样很难对自己有提高的。深入进去读源码,看看人家是怎么组织软件架构的,怎么划分模块的。实际上,如果任何一个软件体系的层次模块划分足够清晰和灵活的话,移植性就不会成为很大的问题,无非就是字节对齐、部分算法利用特殊指令集进行优化之类的,这些改动应该仅限于局部调整,而不用全盘重写的。软件架构,很重要的一条就是open-close 原则,要清楚哪些是可变的哪些是不可变的。就像上面,将来会发生变化的算法,就可以考虑放到动态库中,以免将来程序统一全部升级。

另外,在移植软件的过程中,保持接口不变是有多重含义的,我们通常知道的是:

  1. 函数、变量名称不变
  2. 函数、变量语法属性不变(比如一个声明为C形式的函数,必须以C形式对其进行调用,否则由于重载特性会找不到函数名)
  3. 函数返回值类型不变
  4. 函数参数个数不变
  5. 函数参数类型不变

这里,常常被人们遗忘的,也是最重要的一点是:

保持函数语义不变

这是什么意思,对于一段程序,除了词法分析、语法推导之外,还有很重要的一条就是语义分析。简单来说,对于一个函数,必须保持移植前后,该函数的返回值含义不变、参数含义不变、函数内部行为的外部表现不变。忽视其中任意一条,都会造成上层应用程序的行为变为未定义,从而移植失败。

<think>嗯,用户问的是C++中的静态库动态库是什么。我需要先回忆一下两者的基本概念,然后逐步解释它们的区别、优缺点以及使用场景。 首先,静态库,应该是在编译时链接到程序中的,扩展名通常是.lib(Windows)或者.a(Linux)。而动态库则是在运行时加载,扩展名是.dll.so。对吧?需要确认这一点是否正确。 然后,静态库的特点是将库的代码直接嵌入到可执行文件中,这样程序在运行时不需要依赖外部的库文件。这可能会增加可执行文件的大小,但部署起来方便。而动态库则是程序运行时才加载,所以多个程序可以共享同一个库,节省内存和磁盘空间,但需要确保目标系统上有正确的库版本。 接下来需要比较两者的优缺点。静态库的优点是部署简单,但体积大,更新需要重新编译。动态库的优点则是节省空间、便于更新,但存在依赖问题,比如DLL Hell的情况。 另外,还要提到如何创建和使用这两种库。比如在GCC中,静态库通过ar工具打包,动态库使用-shared选项编译。在Windows下,可能需要使用__declspec(dllexport)和__declspec(dllimport)来导出导入函数。 还有使用场景的例子,比如静态库适合小型项目或者需要独立分发的程序,动态库适合大型项目或需要模块化更新的情况。 需要注意的是用户可能对链接过程不太了解,需要解释清楚编译时和运行时的区别。另外,要避免使用过于专业的术语,保持解释的易懂性。 可能还需要提到符号解析的问题,静态库在链接时解析所有符号,而动态库可以延迟到运行时。这也可能导致静态库链接错误更早被发现。 检查有没有遗漏的点,比如内存占用、加载速度。静态库因为内嵌,启动可能更快,而动态库在加载时需要时间,但多个进程共享的话内存占用更少。 最后,总结两者的区别,帮助用户根据需求选择合适的库类型。</think>### C++静态库动态库的逐步解析 #### 一、基本概念 1. **静态库(Static Library)** - 文件扩展名:Windows为`.lib`,Linux为`.macOS`为`.a` - **编译时**将库代码**直接嵌入**到可执行文件中 - 示例编译命令: ```bash g++ -c mylib.cpp # 生成mylib.o ar rcs libmylib.a mylib.o # 打包为静态库 ``` 2. **动态库(Dynamic Library)** - 文件扩展名:Windows为`.dll`,Linux/macOS为`.so`或`.dylib` - **运行时**由操作系统动态加载 - 示例编译命令: ```bash g++ -shared -fPIC mylib.cpp -o libmylib.so # Linux cl /LD mylib.cpp # Windows(生成mylib.dll和mylib.lib) ``` #### 二、核心差异对比表 | 特性 | 静态库 | 动态库 | |---------------------|-------------------------------|-------------------------------| | **链接时机** | 编译时 | 运行时 | | **文件独立性** | 无需外部依赖 | 必须附带库文件 | | **磁盘空间** | 可执行文件较大 | 可执行文件较小 | | **内存占用** | 每个进程独立加载 | 多个进程共享内存中的同一副本 | | **更新维护** | 需重新编译整个程序 | 替换库文件即可生效 | | **加载速度** | 启动快(无额外加载开销) | 首次加载需要时间 | #### 三、底层原理详解 1. **静态库链接过程** - 链接器通过符号表解析所有函数引用 - 将`.o`文件中**实际代码段**复制到最终可执行文件 - 导致最终二进制文件包含**冗余代码** 2. **动态库加载机制** - 编译时仅记录符号信息(通过`.lib`或`.so`的符号表) - 运行时通过以下步骤加载: 1. 操作系统查找库文件路径(LD_LIBRARY_PATH等环境变量) 2. 映射库到进程虚拟地址空间 3. 执行重定位(Relocation)修正函数地址 #### 四、典型应用场景 - **优先选择静态库**: - 命令行工具(如grep、awk) - 嵌入式系统(依赖环境受限) - 需要严格版本控制的场景 - **优先选择动态库**: - 大型软件套件(如Office组件共享库) - 热更新需求(游戏资源模块动态替换) - 操作系统API封装(如Windows API) #### 五、实际开发注意事项 1. **符号冲突处理** - 静态库可能出现多重定义错误(需用`-Wl,--whole-archive`) - 动态库可通过`dlopen`+`dlsym`实现按需加载 2. **版本控制策略** - 动态库推荐使用语义化版本(如`libfoo.so.1.2.3`) - 通过`SONAME`(`-Wl,-soname`)设置兼容性标识 3. **跨平台兼容技巧** - 使用`__declspec(dllexport)`(Windows) - 配合`extern "C"`避免C++名称粉碎(Name Mangling) ```cpp #ifdef _WIN32 #define API __declspec(dllexport) #else #define API __attribute__((visibility("default"))) #endif extern "C" API void my_function(); // 保证C风格符号导出 ``` #### 六、性能优化建议 1. **静态库裁剪** - 使用`gc-sections`移除未引用代码: ```bash gcc -ffunction-sections -fdata-sections -Wl,--gc-sections ``` 2. **动态库延迟加载** - Windows通过`/DELAYLOAD`延迟加载非关键DLL - Linux使用`dlopen`的`RTLD_LAZY`标志实现按需加载 通过理解这些核心原理和实践技巧,开发者可以根据具体需求更精准地选择库类型,并优化项目构建策略。
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