Linux库的制作和使用

编译一个程序为可执行文件时,需要经过四部曲 : 预处理、编译、汇编、链接

而库是二进制形式目标模块的包,是多个目标模块(xxx.o)的集合

当使用库时,在链接阶段可以将库链接进可执行程序,同时也可以链接目标模块

库的概念

库是一个二进制文件，包含的代码可被程序调用（标准C库、数学库、线程库…）
库有源码，可下载后编译；也可以直接安装二进制包。
系统中一般默认库的安装路径：/lib 、 /usr/lib

库是事先编译好的，可以复用的代码。
在OS上运行的程序基本上都要使用库，使用库可以提高开发效率。
Windows和Linux下库文件的格式不兼容
Linux下包含静态库和共享库（动态库）

静态库(*.a)

特点

• 在链接阶段被加载到目标文件中
• 程序运行时不需要加载静态库，运行速度快
• 编译后的可执行程序体积较大
• 静态库升级后，程序需要重新编译链接

制作

• 确定库中函数的功能接口

• 编译库源码hello.c

#include <stdio.h>
void hello(void){
   printf("hello world\n");
   return ;
}

• 编译生成目标文件
  gcc -c hello.c -Wall

• 将目标文件打包成静态库(库名的前缀必须是lib)
  ar crs libhello.a hello.o

使用

• 编写应用程序test.c

#include <stdio.h>

void hello(void);
int main(){
	hello();
	return 0;
}

• 编译test.c 并链接静态库libhello.a
  gcc -o test test.c -L. -lhello
  注:-l表示链接哪个库名，-L表示库的额外搜索路径(相对路径或者绝对路径),例如在当前目录下时用“-L.”表示,在当前目录下的lib文件夹中用“-L./lib”

共享（动态）库(*.so)

特点

编译（链接）时仅记录用到哪个共享库中的哪个符号，不复制共享库中相关代码

• 程序不包含库中代码，尺寸小
• 多个程序可共享同一个库
• 程序运行时需要加载库
• 库升级方便，无需要重新编译程序

制作

• 确定库中函数的功能接口

• 编译库源码hello.c bye.c

#include <stdio.h>
void hello(void)
{
	printf("hello world\n");
	return ;
}

#include <stdio.h>
void bye(void)
{
	printf("bye!\n");
	return ;
}

• 编译生成目标文件
  gcc -c -fPIC hello.c bye.c -Wall（-fPIC：必须编译选项，表示生成位置无关代码 概念上就是在可执行程序装载它们的时候，它们可以放在可执行程序的内存里的任何地方。 ）

• 创建共享库 common
  gcc -shared -o libcommon.so.1 hello.o bye.o

• 为共享库文件创建链接文件
  ln -s libcommon.so.1 libcommon.so

• 符号链接文件命名规则
  lib<库名>.so

使用

• 编写应用程序test.c

#include <stdio.h>
#include "common.h"

int main(){
	hello();
	bye();
	return 0;
}

• 编译test.c 并链接共享库libcommon.so
  gcc -o test test.c -L. -lcommon
  注:-l表示链接哪个库名，-L表示库的额外搜索路径(相对路径或者绝对路径),例如在当前目录下时用“-L.”表示,在当前目录下的lib文件夹中用“-L./lib”

注意⚠️:当静态库和动态库同名，优先使用动态库
使用动态库时,分两种加载方法,分别是静态加载和动态加载
静态加载就是程序一运行, 就自动加载
动态加载就是程序运行中,由程序猿的代码控制加载

此时还不能立即，因为在动态函数库使用时，会查找/usr/lib /lib目录下的动态函数库，而此时我们生成的库不在里边，我们要加载共享库。

加载共享库

添加共享库的加载路径
export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:.

如何找到共享库

运行时要让执行程序顺利找到动态库,有三种方法 ：

1. 把库拷贝到/usr/lib和/lib目录下（不建议）

2. 在LD_LIBRARY_PATH环境变量中加上库所在路径。 //对当前的shell，临时生效
   export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:.

3. 修改/etc/ld.so.conf文件，把库所在的路径加到文件末尾，并执行sudo ldconfig刷新。

   /etc/ld.so.conf是非常重要的一个目录，里面存放的是链接器和加载器搜索共享库时要检查的目录，默认是从/usr/lib /lib中读取的，所以想要顺利运行，我们也可以把我们库的目录加入到这个文件中并执行/sbin/ldconfig。