静态链接和动态链接

静态链接

1. 链接过程

• 静态链接发生在编译时：在编译期间，所有外部的库函数、模块和程序代码会被链接到最终的可执行文件中。
• 生成独立的可执行文件：生成的可执行文件包含了所有需要的代码，不依赖外部的动态库。

2. 可执行文件的大小

• 文件较大：由于静态链接将所有代码（包括库函数）都包含进最终的可执行文件，因此生成的可执行文件会比动态链接的文件要大。

3. 性能

• 启动速度较快：由于所有代码在编译时就已经链接好，所以程序启动时不需要进行动态链接的加载过程，这使得静态链接程序的启动速度较快。
• 执行时速度：静态链接在运行时不需要进行额外的库加载，执行时的性能通常也会比动态链接略好。

4. 可移植性

• 独立性强：静态链接后的程序包含了所有必要的库文件，能够在没有安装特定库的系统上运行，因此具有较好的可移植性。
• 缺乏灵活性：如果静态链接的程序依赖的某个库有更新，需要重新编译整个程序来更新库版本。

5. 内存占用

• 较高的内存占用：由于每个静态链接的程序都包含了一份完整的库代码，多个程序使用相同库时，会重复加载相同的库代码，导致系统内存的浪费。

6. 维护和更新

• 难以维护和更新：当某个静态链接库有安全漏洞或需要升级时，必须重新编译程序来使用新版本的库。这在维护大量程序时，工作量较大。
• 版本控制问题：如果不同的程序使用了不同版本的库，维护和管理变得更加复杂。

7. 适用场景

• 对性能要求较高的场合：例如实时系统或嵌入式开发，静态链接提供了较快的启动速度和更好的性能。
• 独立运行的程序：比如一些没有外部依赖的应用，或者在需要确保目标环境没有安装库时使用。

动态链接

1. 链接过程

• 动态链接发生在运行时：与静态链接不同，动态链接在程序运行时（而非编译时）加载并连接外部库。
• 共享库的使用：动态链接程序依赖于共享库（例如 .dll、.so），这些库在程序启动时或者运行时被加载到内存中。

2. 可执行文件的大小

• 文件较小：因为程序本身并不包含库代码，只有库的引用信息，所以动态链接生成的可执行文件通常比静态链接的文件要小。

3. 性能

• 程序启动速度较慢：由于动态链接库需要在程序运行时加载，启动速度可能比静态链接的程序稍慢，尤其是在库文件较大或数量较多的情况下。
• 运行时性能开销：动态链接可能会增加额外的内存访问开销，因为操作系统需要加载并解析共享库的符号表，进而链接到实际的库函数。

4. 可移植性

• 依赖共享库：动态链接程序依赖于运行环境中已存在的动态链接库。如果目标系统缺少所需的库，程序将无法运行，导致兼容性问题。
• 灵活性高：程序可以在运行时链接不同版本的库，这意味着可以根据需要选择更新或替换库，而无需重新编译程序。

5. 内存占用

• 内存共享：多个程序可以共享同一个动态链接库的内存映像。当多个程序运行时，操作系统可以将同一个库加载到内存中，并让所有程序共享它，节省内存空间。
• 内存管理灵活：动态链接库的加载和卸载是由操作系统管理的，因此可以按需加载，不必一直驻留在内存中。

6. 维护和更新

• 易于维护和更新：动态链接的程序可以独立于库进行更新。例如，当某个库被修复或升级时，只需更新该库，而不需要重新编译程序。只要库的接口没有变化，程序就能无缝使用新的库版本。
• 版本控制问题：如果不同版本的程序需要不同版本的库，可能会发生“依赖地狱”问题。现代操作系统通过动态链接器（如 Linux 的 ld.so、Windows 的 dll）提供了版本控制，但这仍然是一个挑战。

7. 适用场景

• 共享代码的场合：动态链接适用于多个程序共享同一份代码（如操作系统提供的标准库）或动态库的场景。
• 插件系统或模块化架构：动态链接使得程序可以动态加载插件或模块，实现高度灵活的功能扩展。
• 频繁更新的场合：当程序频繁更新，且不希望重新编译所有依赖程序时，动态链接尤为有用。

动态链接与静态链接的对比