The differences of dynamically link and static link linux so

最新推荐文章于 2024-08-07 11:32:42 发布

原创最新推荐文章于 2024-08-07 11:32:42 发布 · 695 阅读

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本文介绍了Linux环境下静态库与动态库的区别，重点讲解了动态链接的工作原理及其过程，并探讨了动态加载的特点与API。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

提起Dynamically linked，则要归结到库的概念和应用了，所以我就系统地了解了一下子，并愿意贴出来，跟大家一起分享。

库的目的是将类似的功能封装在一个单元集中。这些单元可以被其他开发人员共享，并称其为模块化编程，也就是说从模块中编译程序。Linux支持两种类型的库，每种都有自己的优点和缺点。静态库在编译程序时，将库中相应的功能绑定到程序中；然而动态库则不同，它是当程序在运行时才被加载的。图1显示了linux库的层次结构。

图1 linux库的层次结构

你可以通过两种方式来使用共享库的：要么在程序运行时动态地链接，要么在用户的控制下进行动态地加载。这篇文章将讨论着两种方式。

静态库对于功能少的小程序中是有益的。然而对于需要多个库的程序来说，共享库则可以减少程序的内存占用（包括磁盘上的和运行时的内存）。这是因为多个程序可以同时使用一个共享库，因此在一个时间，内存中只需要保留一个共享库的副本即可。使用静态库，每一个正在运行的程序库都有个库的副本。

GNU / Linux提供两种方法来处理共享库（每个方法都是Sun Solaris起源）。你可以动态链接共享库，并在执行时，使用Linux系统加载库（除非它已经在内存中了）。另一种方案是有选择性地调用进程中的库函数，被称为动态加载。采用动态加载，程序可以加载一个特定的库（除非已经加载），然后调用该库中的某一特定功能。（图2显示了这两种方法。）这是在建立支持插件的应用程序时所共同使用的模式。

图2 动态链接

Linux的动态链接

现在，让我们深入探讨了在Linux中使用动态链接的共享库的过程。当用户启动应用程序时，它们是调用一个可执行的和链接格式（ELF）的镜像。内核始于加载ELF映像到用户空间的虚拟内存的过程。内核注意到一个名为ELF段，被称为.interp，这表明动态链接器要被使用（/lib/ld-linux.so），如清单1所示。这类似于在UNIX中所解释定义的脚本文件（#!/bin/sh）：只是在不同的上下文中使用。

注意：ld-linux.so（elf动态库的装载器）

清单1 使用只readelf命令来展示程序的头文件

mtj@camus:~/dl$ readelf -l dl

Elf file type is EXEC (Executable file)

  Entry point 0x8048618

  There are 7 program headers, starting at offset 52

  Program Headers:

  Type           Offset   VirtAddr    PhysAddr   FileSiz MemSiz  Flg Align

  PHDR           0x000034 0x08048034 0x08048034  0x000e0 0x000e0 R E 0x4

  INTERP         0x000114 0x08048114 0x08048114 0x00013  0x00013 R   0x1

  [Requesting program interpreter: /lib/ld-linux.so.2]

  LOAD           0x000000 0x08048000 0x08048000 0x00958  0x00958 R E 0x1000

  LOAD           0x000958 0x08049958 0x08049958  0x00120 0x00128 RW  0x1000

  DYNAMIC        0x00096c 0x0804996c  0x0804996c 0x000d0 0x000d0 RW  0x4

  NOTE           0x000128 0x08048128 0x08048128  0x00020 0x00020 R   0x4

  GNU_STACK      0x000000 0x00000000 0x00000000 0x00000  0x00000 RW  0x4

  ...

  mtj@camus:~dl$

请注意，ld-linux.so本身就是一个ELF共享库，但它是静态编译的，并不依赖于共享库。当需要动态链接时，内核自动启动动态链接器（ELF解释器），它先初始化自身，然后加载指定的共享对象（除非已加载）。之后，它执行必要的再定位，包括目标共享对象所使用的共享对象。 LD_LIBRARY_PATH环境变量定义了可用的共享对象的路径。完成后，控制权转移回原来的程序，开始执行。

Linxu中的动态加载

其实Linux会为给定的程序自动装载和链接库，它可以分享这个应用程序本身的控制。在这种情况下，这一过程被称为动态加载。有了动态加载，应用程序可以指定一个特定的库来加载，然后将其作为一个可执行库来使用（即调用其中的函数）。然而，正如你前边所学，共享库动态加载功能，只不过是一个标准的共享库（ELF共享对象）。事实上，ld-linux动态链接作为ELF加载器和解释器仍然参与了这项工作的过程。
动态加载（DL）的API可以动态加载共享库，并允许将其提供给用户空间的程序。API虽然小，但是它提供程序需要的所有东西，并在程序执行背后做了好多工作，完整的API见表1。

表1 完整的API

Function	Description
dlopen	打开一个动态链接库
dlsym	获取所打开文件对象的描述符地址
dlerror	返回最后一次发生错误的信息字符串
dlclose	Closes an object file关闭一个文件对象