0. 库的基本概念

0.1 动态库的工作原理

首先回忆一下静态库，使用静态库，在GCC进行链接时，会把静态库中代码打包到可执行程序中。

但是使用动态库，在GCC进行链接时，动态库的代码不会被打包到可执行程序中，只是打包了动态库的一些信息到可执行程序中。

程序启动后，动态库会被动态加载到内存中，通过ldd(list dynamic dependencies)命令可以检查动态库依赖关系。

那么如何定位动态库文件呢？当系统加载可执行代码的时候，能够知道其所依赖的库的名字，但是还需要知道绝对路径。此时就需要系统的动态载入器来获取所依赖的动态库的绝对路径。对于ELF格式的可执行程序，是由ld-linux.so来完成的，它先后搜索ELF文件的：
DT_RPATH段→环境变量LD_LIBRARY_PATH→/etc/ld.so.cache文件列表→/lib/或/usr/lib目录
直到找到库文件，然后将其载入内存。

注：ld-linux.so就是动态载入器，是专门用来负责定位、加载程序所需要的所有动态库文件。现在的Linux操作系统的可执行程序基本上都是ELF格式的。

1. 动态库的命名规则

在Linux系统中，动态库(共享库)的命名格式为：libxxx.so，在Linux下动态库是一个可执行文件。其中：

lib：前缀(固定)
xxx：库的名称(自己起的)
.so：后缀(固定)

需要注意：libxxx.so是动态库的库文件的名称，xxx是库的名称。

2. 动态库的制作

2.1 动态库的制作过程

gcc得到.o文件，得到和位置无关的代码。命令格式为：
gcc -c -fpic/-fPIC a.c b.c
gcc得到动态库(共享库)。命令格式为：
gcc -shared a.o b.o -o libcalc.so

2.2 动态库的制作过程示例

首先列出名为calc的文件的树形图。我们将要在calc文件内制作动态库。
在这里插入图片描述
输入如下命令，进入calc目录。

cd calc

在这里插入图片描述
输入如下命令，得到与位置无关的.o代码。

gcc -c -fpic add.c div.c mult.c sub.c

在这里插入图片描述

然后输入如下命令，完成库文件名为libcalc.so的动态库的创建。

gcc -shared add.o div.o mult.o sub.o -o libcalc.so

在这里插入图片描述

3. 动态库的使用

首先给出要使用动态库libcalc.so的名为library的文件的树形图。
在这里插入图片描述
上一节制作好的动态库libcalc.so位于calc文件内，而calc文件与library文件位于同一级。
因此使用如下命令，将calc中的libcalc.so移动至library文件的lib文件内。其中：

cp的意思是copy，即复制文件。
../calc/libcalc.so的意思是，在library的上一级目录中进入calc文件夹，然后选择libcalc.so文件。
./lib/的意思是，将libcalc.so文件复制到当前目录的lib文件夹内。

cp ../calc/libcalc.so ./lib/

复制之后，如下图所示。
在这里插入图片描述
参照静态库的使用，我们输入如下命令，进行main.c的编译链接。

gcc main.c -o main -I ./include/ -L ./lib/ -l calc

编译链接成功后，文件内容如下图所示。可以看到，生成了名为main的可执行程序。
在这里插入图片描述
接下来尝试着运行一下main这个可执行程序。输入：

./main

出现如下报错
在这里插入图片描述
检查一下错误原因：
首先利用ldd命令查看一下main的动态库依赖关系。

ldd main

结果如下图所示，可以看到，动态库libcalc.so没有被找到。
在这里插入图片描述
由0.1 动态库的工作原理可知，只要把动态库libcalc.so的绝对路径添加到动态载入器的搜索路径中，那么动态载入器就可以获取到动态库libcalc.so的绝对路径，接着就可以找到动态库文件libcalc.so，将动态库文件载入内存，然后就可以使用动态库里面的代码，最终可执行程序main就可以成功运行，不会报错。

还是由0.1 动态库的工作原理可知，动态载入器搜索动态库绝对路径的搜索顺序为：DT_RPATH段→环境变量LD_LIBRARY_PATH→/etc/ld.so.cache文件列表→/lib/或/usr/lib目录

因此，添加动态库绝对路径的方法也有很多种

接下来，我们就按照上述分析进行操作。

3.1 将动态库绝对路径添加至环境变量LD_LIBRARY_PATH

3.1.1 临时环境变量

首先进入存放动态库的文件夹内，然后输入如下命令，获取动态库libcalc.so的绝对路径，然后复制此绝对路径。

pwd的全称为Print Working Directory，即显示工作目录的路径。

pwd

输出如下：
在这里插入图片描述
然后输入如下命令，将动态库绝对路径添加至环境变量LD_LIBRARY_PATH中。其中：

export的意思是设置一个环境变量。
$LD_LIBRARY_PATH的意思是，获取环境变量LD_LIBRARY_PATH当前的值。
:/home/veroll/Linux/lesson1.6/library/lib的意思是，在冒号后写上要新加入环境变量的值，即动态库的绝对路径/home/veroll/Linux/lesson1.6/library/lib。

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/veroll/Linux/lesson1.6/library/lib

在这里插入图片描述

输入完上述命令后，输入如下命令检查一下环境变量LD_LIBRARY_PATH的值。其中：

echo的意思是，输出echo后的内容。有两种用法：1. 直接跟着string，则在界面上打印出string。2. $sth，$表示后面接的是变量，会在界面上显示出sth变量的值。

echo $LD_LIBRARY_PATH

输出结果如下图，可见动态库的绝对路径已经成功添加至环境变量LD_LIBRARY_PATH中了。
在这里插入图片描述
最后再使用ldd命令查看一下main的动态库依赖关系，如下图所示，此时动态载入器就可以获取到动态库libcalc.so的绝对路径了。接下来就可以找到动态库文件libcalc.so，然后将动态库文件载入内存，接着就可以使用动态库里面的代码，最终可执行程序main就可以成功运行了。
在这里插入图片描述
我们来试着运行一下main。

此时main就可以成功运行了。

但是这个方法有一个缺点，就是：刚才配置环境变量时，本质上是在刚才使用的终端中配置的环境变量(临时的环境变量)，一旦关闭刚才的终端，再新启动一个终端，再次运行main时，就又会报错。
在这里插入图片描述

因此最好配置一个永久的环境变量。配置永久的环境变量又有两种方法，一种是用户级别，另一种是系统级别。

3.1.2 用户级别：配置永久环境变量

输入命令cd或者命令cd /home/veroll/，进入用户目录(veroll)下。
在这里插入图片描述
输入命令vim ./.bashrc，编辑.bashrc文件。其中：

在这里插入图片描述
然后在当前模式(命令模式)下输入shift+g(也就是G)移动到这个文件的最后一行，然后输入o(小写的o)，即在目前光标所在的下一行处输入新的一行，进入输入模式。
(更多vim指令请见博客：Linux vi/vim命令大全)
在这里插入图片描述
在这里输入配置环境变量的命令export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/veroll/Linux/lesson1.6/library/lib。

然后按一下esc见进入命令模式，输入命令:wq，按回车，保存并退出。

接着输入如下命令，使修改生效。其中：

source的用法语句为source filename，意思是通知当前shell读入路径为filename的文件并依次执行文件中的所有语句。该命令通常用.替代，如：source ./.bashrc与. ./.bashrc是等价的。详细用法见博客：Linux中的source命令(.命令)的用法