LINUX系统编程：静态库和动态库的使用

  通常把一些公用函数制作成函数库，供其它程序使用。函数库分为静态库和动态库两种。静态库在程序编译时会被连接到目标代码中，程序运行时将不再需要该静态库。动态库在程序编译时并不会被连接到目标代码中，而是在程序运行是才被载入，因此在程序运行时还需要动态库存在。本文主要通过举例来说明在Linux中如何创建静态库和动态库，以及使用它们。

1. 自定义库函数源文件add.c 代码清单

int add(int a,int b)
{
    int c=0;
    c = a + b;
    return c;
}

2. 主程序源文件main.c代码如下

#include <stdio.h>
int add(int a,int b);

int main(void)
{
    int i = 0;
    for(i=0; i < 20; i++) {
        int sum = add(110,i);
        printf("sum:%d\n",sum);
    }
    return 0;
}

3. 编译生成静态库文件

编译生成目标文件
[csy@local libtest]$ gcc -c add.c
把add.o编译成静态链接库.a：
[csy@local libtest] $ar -crsv libadd.a add.o //对目标文件*.o进行归档，生成lib*.a,此处lib要写 对目标文件add.o进行归档，生成libadd.a后文件列表: [csy@local libtest]$ls
add.c add.o libadd.a main.c

静态库使用

方法一：当源文件使用
简单直接使用方法，把库存文件当成源文件使用：
gcc hello.c libadd.a -o haha

方法二：标准用法使用gcc 选项指定
在库文件的搜索路径中添加当前路径:
-ladd表示链接库文件libadd.a或libadd.so
-I./表示包含在当前目录中的头文件,如果代码没有使用到自定义的头文件不需要-I指定
[csy@local libtest]$ gcc -o main main.c -L./ -ladd -I.
[csy@local libtest]$ ls
add.c add.o libadd.a main main.c
[csy@local libtest]$ ./main
sum:110
…
sum:129

方法三：把.a存放在默认路径中，不需要指明库路径
[root@zhifachen libtest]#cp libadd.a /lib
/lib目录是编译器默认搜索库文件的路径之一，不需要指明这个路径它也能找到libadd
[root@zhifachen libtest]#gcc -o main hello.c -ladd
[root@zhifachen libtest]#./main

动态库存创建及使用

动态库（格式为libname.so[.主版本号.次版本号.发行号]）。在程序编译时并不会被链接到目标代码中，而是在程序运行时才被载入。

动态库创建

把上一个例子代码制作成动态库:
[csy@local libtest]$ gcc -fPIC -Wall -c add.c
[csy@local libtest]$ gcc -shared -o libadd.so add.o

也可以两步合成一步完成：
[csy@local libtest]$ gcc -fPIC -Wall -shared add.c -o libadd.so

动态库使用

1. 使用动态库编译

2. 方法一：当源文件使用
   简单直接使用方法，把库存文件当成源文件使用：
   [csy@local libtest]$ gcc hello.c libadd.so -o main
   方法二：标准方法，使用gcc选项指定库路径，库名
   [csy@local libtest]$ gcc -o main hello.c -L./ -ladd

3. 测试可执行程序：将运行失败
   [csy@local libtest]$ ./main
   ./main: error while loading shared libraries: libadd.so: cannot open shared object file: No such file or directory
   测试失败,错误,提示找不到 libadd.so , 这就是动态库和静态库的一个区别。动态库链接不是把需要的代码复制到最终的可执行程序中，而是运行时候动态加载调用。所以还需要告诉系统在什么位置可以找到库，如何指定库路径在下面一小节中介绍。

注册动态库的路径.

1. 方法1：将库文件拷贝到/lib或者/usr/lib下（系统默认搜索库路径）
   [csy@local libtest]$ cp libadd.so /lib
   [csy@local libtest]$ ./main
   sum:110
   ……
   sum:127
   sum:128
   sum:129
   [csy@local libtest]$

测试过程：

[root@local libtest]# ./main.exe 
./main.exe: error while loading shared libraries: libadd.so: cannot open shared object file: No such file or directory
[root@local libtest]# ls
add.c  add.o  libadd.a  libadd.so  main  main.c  main.exe
[root@local libtest]# cp libadd.so /lib/
[root@local libtest]# ./main

2. 方法2：修改 LD_LIBRARY_PATH环境变量
   先删除方法复制的动态库文件:
   [csy@local libtest]$ rm /lib/libadd.so
   rm：是否删除普通文件 “/lib/libadd.so”？y
   运行，方便后面比较：
   [csy@local libtest]$ ./main
   ./main: error while loading shared libraries: libadd.so: cannot open shared object file: No such file or directory
   测试失败，找不到库。

学习export 命令：
export 是导出环境变量命令（环境变量名可以系统中预定义，也可以自定义）
[csy@local libtest]$ export Test_Export=123
[csy@local libtest]$ echo $Test_Export
123

上面的Test_Export是自定义的变量名，Linux系统中shell引用变量是 $变量名
注意：export 命令在终端中执行 时候，只在当前终端有效，新开的终端是无效的。

临时设置动态库环境变量：
设置系统预定义的环境变量 LD_LIBRARY_PATH ，这个变量值作用是告诉系统还可以到哪里去找动态库文件。
[csy@local libtest]$ export LD_LIBRARY_PATH= $PWD [csy@local libtest]$ ./main
测试过程截图：

3. 方法3：修改 /etc/ld.so.conf
这个文件记录了动态链接库的路径。默认情况下，编译器只会使用 /lib和 /usr/lib这两个目录下的库文件。
把libadd.so所在路径添加到这个文件中后，再以 root 的身份运行ldconfig 命令才会生效。
为了测试这个方法，关闭前面打开的终端，因为方法2使用临时环境变量，但是只在当前终端有效。打开新终端，再次运行./main将失败，如下：

查看当前路径，后面要把这个路径添加到 /etc/ld.so.conf 文件中。
[csy@local libtest]$ pwd

[csy@local libtest]$ vim /etc/ld.so.conf
修改 /etc/ld.so.conf ，如下：
include ld.so.conf.d/*.conf
/root/work/test/libtest

修改好后，保存，运行./main测试：
[csy@local libtest]$ ./main
./main: error while loading shared libraries: libadd.so: cannot open shared object file: No such file or directory
还是会失败，因为还没有运行 ldconfig命令。
[csy@local libtest]$ ldconfig
[csy@local libtest]$ ./main
测试过程：
./main.exe: error while loading shared libraries: libadd.so: cannot open shared object file: No such file or directory
[root@local libtest]# Idconfig
bash: Idconfig: command not found
[root@local libtest]# ldconfig
[root@local libtest]# ./main.exe
sum:110
sum:111